第十章 X.25网及帧中继

第十章X.25及帧中继高级计算机网络目录X.25网1帧中继210.1X.25网10.1.1X.25的接口协议10.1.2X.25的层次关系10.1.3X.25的分组格式10.1.4X.25虚呼叫的建立数据传输与清除10.1.5X.25交换网的组成及用户接入10.1X.25网分组交换网：一种采用分组交换方式的数据通信网，它所提供的网络功能相当于ISO/OSI的低三层：物理层，数据链路层，网络层。CCITT、X.25是针对分组交换网而制定的国际标准，因此，分组交换网也称X.25网。它是在二十多年前根据CCITT（即现在的ITU-T）的X.25建议书实现的计算机网络。X.25网X.25全称：在公用数据网上，以分组方式进行操作的DTE与DCE之间的接口，它不涉及到网络内部应做成什么样，这由各个网络自己决定。X.25只是一个对公用分组交换网接口的规约。X.25所讨论的都是以面向连接的虚电路服务为基础。10.1.1X.25的接口协议X.25定义的三个接口协议物理级：涉及0.1的如何表达及网络的联系等规定界面接口处的电气和物理特性，信息传送单位“比特”，采用X.21建议书。链路级：采用HDLC中异步平衡（ABM）和异步响应（AKM）二种操作模式，相对应的规程分别称为LAPB和LAP传送单位为帧。X.25的接口协议分组级（不叫网络层）规定DTE、DCE之间进行信息交换的基本标准，并建立它们之间多条逻辑信道（0－4095号），这使一个DTE同时和网上其他多个DTE建立虚电路并进行通信，传送单位“分组”。X.25规定了DTE-DCE的接口X.25接口X.25接口X.25公用分组交换网VC2VC1DTEDTEDCEDCEDCEDTEX.25接口10.1.2X.25的层次关系用户数据在X.25的分组层（相当于网络层）加上X.25的首部控制信息后，就组装成为X.25分组。在数据链路层使用的是HDLC的一个子集——平衡型链路接入规程LAPB。在分组层DTE与DCE之间可建立多条逻辑信道(0~4095号)，使一个DTE同时和网上其他多个DTE建立虚电路并进行通信。X.25还规定了在经常需要进行通信的两个DTE之间可以建立永久虚电路。这些虚电路号以及分组序号等控制信息都写在X.25分组的首部中。X.25的层次关系LAPB帧X.25分组分组层（网络层）数据链路层用户数据用户数据X.25首部LAPB首部LAPB尾部X.25的层次关系分组层高层数据链路层物理层物理层数据链路层分组层至远程用户进程逻辑信道：多重信道接口LAPB数据链路层接口X.21物理层接口X.21是基于数字信道的，目前大多数用户电话线路为模似信道，X.21使用较少，通过RS－232标准为多。X.25分组级协议主要内容分组级DTE/DCE接口的描述虚电路规程数据报规程分组的格式用户自选业务的规程与格式分组级DTE/DCE接口状态变化等10.1.3X.25的分组格式分组是分组级上DTE与DCE之间的传输信息的基本单位，由分组头，和数据部分组成。X.25一般格式FAC1FCSF分组头数据通用格式标识逻辑信道组号逻辑信道号分组类型标识符QD01逻辑信道组号逻辑信道号P(R)MP(S)07430HDLC帧格式X.25分组格式X.25一般分组格式X.25数据分组头各个字段的含义A、HDLC中帧格式各段含义大致相同F：帧头、帧尾标志，占一个字节（01111110）A：地址字段，用于寻址目的节点，占用一个字节C：控制字段，用于定义各种命令和响应，占用一个字节。I：信息字段，用于传输分组信息，可变长度。分组信息要按分组格式来表示。FCS：帧校验序列，采用16位CRC校验方式。各个字段的含义B、分组头各字段含义通用格式标识：用于指出分组头中其他部分的一般格式，占用第一个字节的高四位QDEG。Q：Q＝1是用户数据，为0网络信息。D：传送确认位，用于捎带确认。E:扩展分组编号模数，E=1以128为模。G:普通分组编号，G＝1以8为模。各个字段的含义逻辑信道组号：用于标识逻辑信道，占用第一个字节的低四位。逻辑信道号：用于标识逻辑信道，占用一个字节。分组类型标识符：用于区别分组的类型和功能，占用一个字节。各个字段的含义M：后续数据指示位。M＝1表示虚电路（VC）上仍有后续分组到达，且携带的分组属于同一报文的数据，构成连续性，但只有装满的分组才能要求M＝1，例如报文长度260字节，每个分组长度128字节，分成三个分组进行传送，1、2分组满，使M＝1，但第3个分组不满，则使M＝0，表示后续无数据，该报文完结。P(R)，P(S)分别为接收分组和发送分组编号。X.25分组类别(1)控制分组虚电路的建立，数据传送流量控制，中断，释放等。(2)数据分组DTE-DCE之间数据链路一条，虚电路多条，对应不同应用进程，复用到一条数据链路层，在数据链路层不知道虚电路的存在。分组交换方式：虚电路、数据报。10.1.4X.25虚呼叫的建立数据传输与清除(1)呼叫建立――X.25呼叫建立阶段0001逻辑信道号逻辑信道号类型=呼叫请求主呼地址长度被呼地址长度主呼/被呼DTE地址备用补充服务字段数据补充服务字段数据服务用户分组数据呼叫请求分组格式8位1呼叫建立主叫方：发起虚呼叫的一方；被叫方：接受虚呼叫的一方。①主叫DTE向其DCE发送一个呼叫请求分组。分组所携带信息有：虚电路号、主叫DTE和被叫DTE地址等，虚电路号就是逻辑信道号LCN，X.25规定主叫DTE发起呼叫时，从空闲逻辑信道号中按从大→小顺序选择一个空闲号。②网络选择合适路由到达被叫DCE。呼叫建立③被叫DCE收到呼叫请求分组后，向被叫DTE发送一个入呼叫分组[incomingcall]，又称呼入分组，呼入分组格式同请求分组，只是换了一个虚电路号，被叫DCE从本地空闲逻辑信道号中，按小到大顺序选择一个号码。④被叫DTE若按受呼叫，则发出呼叫“接受分组”逻辑信道号与入呼叫分组相同。呼叫建立⑤网络按呼叫建立时的路由将呼叫接受分组传送到主叫DCE。⑥主叫DCE向主叫DTE发送呼叫“接通分组”表示呼叫建立阶段已结束，此时所用的逻辑信道号与呼叫请求分组所用一样。X.25虚呼叫的数据传输(2)数据传输一对DTE之间建立起一条虚电路后，即可在其上进行数据传输，虽然，逻辑信道号两边DTE←→DCE之间在主叫与被叫不同，但它们在呼叫建立阶段结束时，所使用的逻辑信道号相同，即LCN。X.25虚呼叫的数据传输在传输过程中应做到：双工传输；按顺序传输；防止分组丢失，分组重复，若有故障则通知DTE；2个方向上的传输彼此独立；不得修改数据字段，保持分组数据的顺序性和完整性。X.25虚呼叫的电路清除(3)电路清除（拆除）主叫与被叫均可发起释放虚电路的请求。①主（被）叫DTE发出“释放请求分组”，叫到本地DCE发回的释放证实分组，相当于打电话“拆线”。②被（主）叫DTE收到“释放指示分组”后，就发给本地DCE一个释放证实分组。在本次虚电路释放后，逻辑信道号可供其它使用。X.25路由选择分组交换网中，对通信的2个终端从起点到终点所经过的节点进行选择。有固定路由算法和自适应路由算法。路由选择在前面已经介绍过了。X.25流量控制在X.25流量控制中采用窗口法（证实法），发送方发送完分组后等待接收方的响应分组，然后发送新分组。控制分组有：RR：接收准备好（分组）；RNR：接收未准备好（分组）；REJ：分组拒收。利用窗口大小，控制流量。X.25流量控制W：虚线路上实际允许存在的最大未认可分组数目，也称窗口尺寸。例如：W＝4，为窗口下限，收到的最后一个分组P(R)＝2，则允许发送最大分组号为P(R)+W=6，随着接收到分组的响应分组时，窗口随之滑动。10.1.5X.25交换网的组成及用户接入分组交换网组成：分组交换机、用户接入设备、网络接口设备、传输线路。1、分组交换机(PSE)：分组交换的枢纽，按其在网络中的位置分为中转交换机与本地交换机（由分组收发设备处理装置和存储器组成。)分组交换机的功能具有功能：为网络的基本业务和可选业务提供支持；进行路由选择和流量控制；实现X.25、X.75的多种协议的互连；完成局部的维护、运行管理、故障报告及诊断、计费及网络统计等功能。X.25交换网接入组成2、用户终端设备：二种类型：分组式终端和非分组式终端。分组式终端：PTE一般可编程的，能将数据报文装配成分组进行发送和接收并将它拆卸出分组数据，重装成报文，有能力直接与节点交换机进行通信。非分组式终端：NPTE，分组式终端之外的非智能的普通字符式终端，无分组装拆功能，无论通信能力，需通过一个PAD（分组装拆设备）接入分组交换网。X.25交换网接入组成3、网络接口设备NIE包括集中器，多路复用器PAD（分组装拆设备）；接口处理机：网络接口机等；四大功能：①数据集中；②分组多路复用传输；③分组装拆；④实现网络接入协议。X.25交换网接入组成4、传输线路中继传输线路主要有模拟和数字2种形式。X.25交换网的接入1、用户进网接口分层结构网络内部协议14321234分组交换网（PSN)PSEPSE物理层DTEDTEDCEDCE链路层分组层传送层分组交换机X.25交换网的接入2、分组式终端，非分组式终端用户接入及相关网络协议PAD分组交换网（PSN)PSEPSEDCEDCE非分组终端DTE分组终端DTEX.25X.25X.28X.29X.3X.25交换网的接入CCITT制定了关于PAD的三个建议书：X.3、X.28、X.29，有时称3X。X.3描述PAD的功能以及控制它工作的一些参数；X.28描述PAD数字符方式（非分组终端）的协议；X.29描述PAD到远端分组式终端之间相互作用的协议，在虚呼叫与数据传输方向与X.25相同。X.25网与IP网基于IP协议的因特网是无连接的，只提供尽最大努力交付的数据报服务，无服务质量可言。X.25网是面向连接的，能够提供可靠交付的虚电路服务，能保证服务质量。正因为X.25网能保证服务质量，在二十多年前它曾经是颇受欢迎的一种计算机网络。X.25网退出历史舞台20世纪90年代，情况发生了很大变化。通信主干线路已大量使用光纤技术，数据传输质量大大提高，使得误码率降低了好几个数量级，X.25十分复杂的数据链路层协议和分组层协议已成为多余的。PC机价格急剧下降使得无硬盘的哑终端退出了通信市场。这正符合因特网当初的设计思想：网络应尽量简单，智能则应尽可能放在网络以外的用户端。中国公用分组交换网中国公用分组交换网（ChinaPAC）由邮电部引进加拿大北方电信公司DPN－100分组交换系统，全国由省、市中心城市32个交换机组成，可与公用电话网、用户电报网、DDN（中国公用数字数据网）、chinanet等相连，93年投送。CHINAPACInternational国际分组网LAN用户电报网LANRouterHOSTHOSTX.28DTEIBMDTEX.28DTEX.25DTEX.28DTEX.28DTERouterPAD电话网TCP/IPX.25X.25X.25X.28X.28X.28X.28X.32X.32X.25X.283270DSPSNA/SDLC/BSCX.75用户接入ChinaPAC示意图中国公用分组交换网入网方式及用户类别。ChinaPAC提供业务功能：基本业务功能；用户任选业务功能；新业务功能；增值业务功能。中国公用数字数据网中国公用数字数据网（ChinaDDN）以光缆为主体的数字电路，通过DDN设备，构成数字数据电路管理，分配网以全数字高速率及灵活的交接复用功能，为用户提供大容量数据通信平台，为用户提供永久性和半永久性的数字电路出租业务，为94年一期工程。DDN主要业务功能DDN主要业务功能：专用电路业务：高可用度的专用电路；低传输时延的专用电路；定时的专用电路；多点专用电路。帧中继：能支持永久型和