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1ServiceNetwork2PacketSwitch第6章数据网与分组交换技术σ6.1数据网概述σ6.2分组交换网及相关技术σ6.3帧中继技术σ6.4数字数据网技术σ6.5以太网技术σ6.6ATM技术3PacketSwitch数据网分类σ按网络拓扑结构分：网状、格型、星型按σ按传输技术分：交换网、广播网σ按传输距离分：局域网、城域网、广域网4PacketSwitch6.1数据网概述σ数据通信系统构成DTE：有分组和非分组型终端DCE：模拟信道时:modem；数字信道时：为数据服务单元DSU,完成码型转换、定时供给等。传输控制器和通信控制器：按照所选用的通信协议进行控制(线路的控制、双方同步、差错检测和校正、数据流的控制、异常情况检测和恢复等)。5SwitchPrinciple数据网构成σ硬件构成数据终端设备数据交换设备6PacketSwitch6.2分组交换网及相关技术σ1.分组交换的概念σ2.分组交换网技术7分组交换概念数据交换方式：电路交换、报文交换、分组交换分组的概念–分组交换中传送和处理的对象，带有控制信息和地址信息，可以在网内独立传输–通常128字节，也可32、64、256、1024等字节分组交换的工作原理图6.2PacketSwitch8分组交换概念分组的复用分组的传输方式数据报方式:无连接方式。不需要建立连接，各分组按分组头中的地址信息，自由选择路由到达终端虚电路方式:面向连接方式。但与电路交换不同，它建立的是逻辑信道，利用虚电路标识号传送分组（P112图6.4）PacketSwitch9σ1分组交换网的组成和结构σ2路由选择σ3流量控制与拥塞控制分组交换网技术PacketSwitch10路由选择(1).交换节点在路由选择中的工作原理(2).确定最佳路由(3).路由选择程序分类(4).最短路由算法116.3帧中继技术σ1.产生及基本概念σ2.工作原理及特点σ3.应用PacketSwitch12产生σ早期的数据传输基于模拟网，线路易受噪音的干扰产生误码。为了保证高质量的传输，x.25在每个结点都作大量的处理，导致传输速率下降。σ现在数字光纤网的使用，线路质量提高，误码率下降。σ对传输速率的要求提高，如局域网互联的需求。PacketSwitch13基本概念σ网络协议的比较图5.28–在链路层取消了差错/流量控制。–将网络层的路由选择功能合在链路层完成，取消的网络层。σ分组交换方式和帧中继方式的比较图5.29–分组交换:在每个结点进行差错校验和流量控制。–帧中继方式:将差错校验和流控放到上层，进行端到端的确认。PacketSwitch14应用σ局域网互连–为提高速度使用专线，各局域网都要有连接线路，路由器端口多。使用帧中继交换机，减少专用线路和路由器端口。σ虚拟专用网PacketSwitch156.4数字数据网技术σ基本概念（1）数字数据网是利用数字信道传输数据的一种传输网络。它是一种全透明网络。（2）DDN通过数字交叉连接向用户提供半永久性数字连接。具有较大的灵活性。（3）网络时延小。提供各种低速率数据和N×64kbit/s--2Mbit/s的数据业务PacketSwitch166.5以太网技术σ1.基本概念σ2.介质访问控制方式σ3.体系结构σ4.系统组成σ5.共享型与交换型PacketSwitch17基本概念σ使用最为广泛的局域网σ双绞线和光纤σ星型拓扑σ交换式以太网PacketSwitch18介质访问控制方式σσ谁有权使用公共传输媒体?σCSMA/CD:带有冲突检测的载波监听多路访问PacketSwitch19共享型与交换型从共享型以太网走向交换型以太网（1）共享型以太网存在问题•共享型的带宽由所有站点共同分割，站点越多，每个站能得到的带宽越少。•LAN覆盖受CSMA/CD制约（2）交换型以太网特点•交换器的各端口之间同时可以形成多个数据通路不受CSMA/CD的制约，系统带宽为10MB/S×N，如图6.21。20SwitchPrinciple6.6ATM技术σ6.6.1ATM技术基本原理σ6.6.2ATM交换系统21SwitchPrinciple6.6.1ATM技术基本原理σ1.传送模式σ2.ATM信元σ3.ATM协议结构σ4.交换原理22SwitchPrinciple1.传送模式σ以分组传送模式为基础，融合电路传送模式σ本质是高速分组传送模式：统计时分复用端到端纠错σ融合电路传送模式：固定长度信元面向连接硬件交换网络23SwitchPrinciple1.传送模式σATM是一种传递模式，在这种模式中，信息被分成信元来传递，而包含同一用户信息的信元不需要在传输链路上周期性地出现。因此这种传递模式是异步的。σITU-TI.113ATMis“Atransfermodeinwhichtheinformationisorganizedintocells;itisasynchronousinthesensethattherecurrenceofcellscontaininginformationfromanindividualuserisnotnecessarilyperiodic24SwitchPrinciple2.信元结构σ结构σ长度53个字节，–信头5字节，信息段48字节σ信元头格式和编码–用户网络接口UNI–网络节点接口NNIσP138图6.29、6.3025SwitchPrinciple4.交换原理•VPI和VCI的概念•虚连接和VP及VC交换:•信元交换:VP级和VC级•例:VCC和VPC连接过程•VP:只改变VPI•VC:VPI和VCI都变化。26SwitchPrinciple4.交换原理•ATM交换原理–信头、链路翻译表:完成上述两个功能。–逻辑信道和时隙之间没有固定的关系。27SwitchPrincipleσ1ATM交换系统基本功能σ2ATM交换系统功能结构σ3交换结构σ4接口单元6.6.2ATM交换系统28SwitchPrinciple1.基本功能•接口功能•交换连接功能:•信令功能•呼叫控制功能•业务流管理功能29SwitchPrinciple1.交换连接功能•空分交换功能一条物理入线上的信息交换到另一条物理线上。•时分交换功能将物理入线上一个逻辑信道上的信息交换到物理出线上的另一个逻辑信道上。•信元头交换（翻译）一个逻辑ATM信道上的信元被交换到另一个逻辑ATM信道上时，其输入信元头的值将会被翻译成一个与输出逻辑ATM信道相对应的信元头输出值。30SwitchPrinciple1.交换连接功能•交换节点的接续功能:•空分交换功能–将信息从一条物理入线交换到到另一条物理出线上–空分交换中的关键问题——路由选择（routing）•在交换机内部，信息如何选择一条路由从入线到达出线择空分交换ab::123Mc4ba::123Nc431SwitchPrinciple1.交换连接功能•时分交换功能–入线上某逻辑信道中的信息被交换到出线上另一个逻辑信道–是逻辑信道（VP/VC）的交换（而不是固定帧时隙）–存在竞争问题存在多个逻辑信道竞争物理出线上同一时间片的情况，必须引入排队来解决竞争问题。–排队功能——ATM交换的一个重要功能时分交换abccabFrameFrame32SwitchPrinciple1.交换连接功能•交换节点的接续功能:–路由选择:传输线之间的交换–VPI/VCI交换：信头翻译–用缓冲区解决输出逻辑信道冲突：排队33SwitchPrinciple2.ATM交换系统功能结构σσATM交换结构σ接口单元34SwitchPrincipleATM交换结构σ共享存储型交换结构σ共享总线型交换结构σ空分交换结构σBANYAN网络