交换 第四章(分组交换)讲义
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现代交换技术第4章分组交换技术
由于分组交换技术在降低通信成本，提高通信可靠性等方 面取得了巨大成功，因此20世纪70年代中期以后的数据通信网 几乎都采用了这一技术。30多年来，分组交换技术得到了较大 的发展。
第4章 分组交换技术
2．分组交换的缺点
上面介绍了分组交换的诸多优点，但任何技术在具有优点 的同时都不可避免地具有一些缺点，分组交换也不例外。它的 这些优点都是有代价的。
(3) 分组交换技术的协议和控制比较复杂，如我们前面提到 的逐段链路的流量控制，差错控制，还有代码、速率的变换方 法和接口，网络的管理和控制的智能化等。这些复杂的协议使 得分组交换具有很高的可靠性，但是它同时也加重了分组交换 机处理的负担，使分组交换机的分组吞吐能力和中继线速率的 进一步提高受到了限制。
第4章 分组交换技术
第4章 分组交换技术
4.1 概述 4.2 分组交换原理 4.3 X.25协议 4.4 分组交换机 4.5 帧中继技术 思考题
第4章 分组交换技术
4.1 概 述
4.1.1 分组交换的产生背景
分组交换PS(Packet Switching)技术的研究是从20世纪60年代开 始的。当时，电路交换技术已经得到了极大的发展。电路交换技 术是最适合于话音通信的，但随着计算机技术的发展，人们越来 越多地希望多个计算机之间能够进行资源共享，即能够进行数据 业务的交换。数据业务不像电话业务那样具有实时性，而是具有 突发性的特点，并要求高度的可靠性。这就要求在计算机之间有 高速、大容量和时延小的通信路径。在计算机之间进行数据通信 时，传统的电路交换技术的缺点越来越明显：固定占用带宽，线 路利用率低，通信的终端双方必须以相同的数据率进行发送和接 收等。所有这些都表明电路交换不适合于进行数据通信。因此， 大约在20世纪60年代末、70年代初，人们开始研究一种新形式的、 适合于进行远距离数据通信的技术——分组交换。
第4章 分组交换技术
2．分组交换的缺点
上面介绍了分组交换的诸多优点，但任何技术在具有优点 的同时都不可避免地具有一些缺点，分组交换也不例外。它的 这些优点都是有代价的。
(3) 分组交换技术的协议和控制比较复杂，如我们前面提到 的逐段链路的流量控制，差错控制，还有代码、速率的变换方 法和接口，网络的管理和控制的智能化等。这些复杂的协议使 得分组交换具有很高的可靠性，但是它同时也加重了分组交换 机处理的负担，使分组交换机的分组吞吐能力和中继线速率的 进一步提高受到了限制。
第4章 分组交换技术
第4章 分组交换技术
4.1 概述 4.2 分组交换原理 4.3 X.25协议 4.4 分组交换机 4.5 帧中继技术 思考题
第4章 分组交换技术
4.1 概 述
4.1.1 分组交换的产生背景
分组交换PS(Packet Switching)技术的研究是从20世纪60年代开 始的。当时，电路交换技术已经得到了极大的发展。电路交换技 术是最适合于话音通信的，但随着计算机技术的发展，人们越来 越多地希望多个计算机之间能够进行资源共享，即能够进行数据 业务的交换。数据业务不像电话业务那样具有实时性，而是具有 突发性的特点，并要求高度的可靠性。这就要求在计算机之间有 高速、大容量和时延小的通信路径。在计算机之间进行数据通信 时，传统的电路交换技术的缺点越来越明显：固定占用带宽，线 路利用率低，通信的终端双方必须以相同的数据率进行发送和接 收等。所有这些都表明电路交换不适合于进行数据通信。因此， 大约在20世纪60年代末、70年代初，人们开始研究一种新形式的、 适合于进行远距离数据通信的技术——分组交换。
现代交换分组交换
PSE
DCE
DTE－数据终端设备 DCE－数据电路终止设备 PSE－分组互换设备
4.1.4 虚电路与数据报
虚电路服务
• 所谓虚电路服务，是指顾客在数据传送之前经过网络建 立一条端到端旳逻辑上旳虚连接。
§实电路？
§虚电路和实电路有何区别？
分组互换中旳虚电路和电路互换中建立旳电路不同 :
• （1）分组互换以统计时分复用旳方式在一条物理线路上
能够同步建立多种虚电路，两个顾客终端之间建立旳是虚 连接；而电路互换以同步时分方式进行复用旳，两顾客终 端之间建立旳是实连接。 • （2）建立实连接时，不但拟定了信息所走旳途径，同步 还为信息旳传送预留了带宽资源；而在建立虚电路时，仅 仅是拟定了信息所走旳端到端旳途径，但并不一定要求预 留带宽资源。之所以称这种连接为虚电路，是因为每个连 接只有在发送数据时才排队竞争占用带宽资源。
• (3)逻辑信道号是一种客观旳存在。逻辑信道总是处于下列状态中旳某一 种：“准备好”状态、“呼喊建立”状态、“数据传播”状态、“呼喊 清除”状态。
4.1.4 虚电路与数据报
分组互换网旳服务
• 虚电路服务：提供面对连接旳信息传送。 • 数据报服务：提供无连接旳信息传送。
DTE
PSE DCE
PSE
DCE
第4章 分组互换技术
4.1 分组互换原理
4.1.1 分组互换旳基本概念 4.1.2 统计时分复用 4.1.3 逻辑信道 4.1.4 虚电路与数据报
分组互换旳产生
电路互换旳特点： • 时延小，时延固定 • 带宽固定 • 同步和对称性 • 没有差错控制 F 报文互换旳特点： • 存储转发 • 异步和非对称性 • 时延大（可变比特率）
4.2.3 X.25旳链路层
计算机网络技术分组交换
计算机网络技术分组交换在现代通信领域，计算机网络技术扮演着至关重要的角色。
其中，分组交换技术是网络通信中的核心机制之一，它极大地提高了数据传输的效率和灵活性。
本文将详细探讨分组交换技术的原理、特点以及在计算机网络中的应用。
分组交换技术的原理分组交换是一种数据传输方式，它将数据分割成小的数据包，称为“分组”，并通过网络发送。
每个分组都包含必要的信息，如源地址、目的地址和序列号，以确保数据能够正确地到达目的地并被重新组装。
分组交换的特点1. 存储转发：分组交换网络中的节点设备（如路由器）在接收到分组后，会暂时存储该分组，并根据其目的地址选择最佳路径进行转发。
2. 动态路由选择：网络中的路由选择是动态的，根据当前的网络状态和流量情况来选择最优路径。
3. 无连接服务：分组交换不建立固定的通信路径，每个分组独立选择路由，因此称为无连接服务。
4. 可靠性：分组交换网络通过确认机制和重传机制来确保数据的可靠传输。
5. 灵活性：由于分组可以独立选择路由，因此分组交换网络能够灵活应对网络拥塞和故障。
分组交换网络的组成1. 节点：网络中的节点设备负责存储、转发分组。
2. 链路：节点之间的连接，可以是物理链路，也可以是虚拟链路。
3. 传输介质：数据传输的媒介，如光纤、铜缆、无线电波等。
分组交换技术的应用1. 互联网：互联网是分组交换技术最广泛的应用之一，它允许全球范围内的计算机系统进行通信。
2. 虚拟私人网络（VPN）：VPN利用分组交换技术在公共网络中创建安全的通信隧道。
3. 多媒体通信：视频会议、在线游戏等多媒体应用通常使用分组交换技术来传输数据。
4. 云计算：云计算服务提供商使用分组交换技术来优化数据中心之间的数据传输。
分组交换技术的挑战1. 拥塞控制：在高流量情况下，如何有效控制网络拥塞是一个挑战。
2. 安全性：由于分组交换网络的开放性，数据安全和隐私保护是重要的考虑因素。
3. 服务质量（QoS）：在多用户环境中，如何保证不同应用的服务质量也是一个技术难题。
6第四章 分组交换原理
* 在高速传输线上，形成了各用户分组的交织传输。输出 的数据不是按固定时间分配，而是根据用户的需要进行 的。
* 这些用户数据的区分不像同步时分复用那样靠位置来区 分，而是靠各个用户数据分组头中的“标记”来区分。
2012.04
通信工程系
王琳珠
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现代交换原理
分组交换过程
H4
H2 数据 E ... H1 A C D B H6 ...
现代交换原理
2012.04
通信工程系
王琳珠
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现代交换原理
两种工作模式 * 数据报方式:用户之间通信无需经过呼叫建立、呼叫释放阶段； 各分组逐节点地独立选择路由、转发。 特点：是无连接的交换方式。灵活，网络利用率高，软件复 杂，传输时延大。 internet采用数据报方式。 * 虚电路方式:先在用户之间建立逻辑连接（虚电路）， 分组沿虚电路顺序发送，发送完，逻辑连接释放。 特点：是面向连接的交换方式。延时小，软件简单，故障时 需要重新建立连接。 X.25分组交换网采用。
2012.04
通信工程系
王琳珠
2
现代交换原理 4.1.1 分组交换的诞生
分组交换
计算机技术 电路交换
交换数据： 高速、大容量 和时延小； 以分组为单位 存储转发。
缺点： 1、固定占用带宽； 具有突发性的特点； 2、线路利用率低； 并有高度的可靠性； 3、双方必须以相 具有严格差错控制。 同的数据率进 行发送和接收。
2012.04
通信工程系
王琳珠
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现代交换原理
统计时分复用
b
终端A
空闲
a
2
终端B
1
STDM
b y
2 1 x a
现代交换技术-第4章分组交换技术
Pi Ci / C j
j
固定路由表算法
图4-5 固定路由表算法示例
• 表4-1所示为网络控制中心计算得到的全 网的路由表。
• 该表列出了所有节点到各个目的节点所 确定的路由。
• 实际上，对于每一个节点仅需存储其中 相应的一列即可。
（2）自适应路由选择。
① 故障。 ② 拥塞。
Flash
4．拥塞控制方法
（1）从拥塞节点向一些或所有的源节点发 送控制分组。 （2）根据路由选择信息调整新分组的产生 速率。 （3）利用端到端的探测分组来控制拥塞。 （4）允许节点在分组经过时添加拥塞指示 信息，具体包括下列两种方法。
4.2.4
路由选择
1．路由选择概述
（1）路由选择准则：路由选择的依据，如路 由跳数、状态（链路距离、带宽、费用、时 延） （2）路由选择协议：路由信息收集和发布的 规程和方法，如静态、动态路由法
（3）路由选择算法：如何获得最佳路径
2．路由选择算法
Fixed routing静态（固定) 路由法: uses fixed (static) routing directory (table), which is unchanged during each active connection.
Adaptive routing 动态路由法: uses adaptive (dynamic) directory , which is periodically adjusted according the changing of network conditions. Packets may take different routes. They must be reassembled at the receiving node.
j
固定路由表算法
图4-5 固定路由表算法示例
• 表4-1所示为网络控制中心计算得到的全 网的路由表。
• 该表列出了所有节点到各个目的节点所 确定的路由。
• 实际上，对于每一个节点仅需存储其中 相应的一列即可。
（2）自适应路由选择。
① 故障。 ② 拥塞。
Flash
4．拥塞控制方法
（1）从拥塞节点向一些或所有的源节点发 送控制分组。 （2）根据路由选择信息调整新分组的产生 速率。 （3）利用端到端的探测分组来控制拥塞。 （4）允许节点在分组经过时添加拥塞指示 信息，具体包括下列两种方法。
4.2.4
路由选择
1．路由选择概述
（1）路由选择准则：路由选择的依据，如路 由跳数、状态（链路距离、带宽、费用、时 延） （2）路由选择协议：路由信息收集和发布的 规程和方法，如静态、动态路由法
（3）路由选择算法：如何获得最佳路径
2．路由选择算法
Fixed routing静态（固定) 路由法: uses fixed (static) routing directory (table), which is unchanged during each active connection.
Adaptive routing 动态路由法: uses adaptive (dynamic) directory , which is periodically adjusted according the changing of network conditions. Packets may take different routes. They must be reassembled at the receiving node.
分组交换的原理
分组交换的基本原理分组交换（Packet Switching）是一种网络传输方式，它将数据进行分组并分别发送，不像电路交换那样要占用一条独占的通信线路。
分组交换的基本原理是将要传输的数据分成小块（即数据包或分组），每个数据包附带有目的地址和其他控制信息，然后根据路由规则选择可用的网络链路来传输这些数据包。
在到达目的地后，这些数据包将会重新组装成完整的数据。
下面将详细解释与分组交换相关的基本原理。
1. 数据包的分组在分组交换中，原始的数据通过分组划分为较小的数据包。
数据包是网络传输的最小单位，它通常包括数据部分（即原始数据）、控制信息和目的地址等。
这些数据包在发送前会通过协议进行封装，以确定如何处理和传输这些数据。
数据包的分组大小可以根据网络需求和传输性能而定。
通常情况下，较小的数据包更容易在网络中传输，但会增加一定的开销。
较大的数据包可以提高传输效率，但也会增加延迟和出错的风险。
2. 路由选择在分组交换网络中，路由选择是一个关键步骤。
路由选择决定了数据包从源节点到目的节点的路径，以及在路径上经过的各个中间节点。
路由选择可以通过静态路由或动态路由进行。
静态路由是通过管理员手动配置路由表来选择路径。
动态路由则是使用路由选择协议，例如OSPF（开放最短路径优先）或BGP（边界网关协议），根据网络拓扑和链路状态动态地选择最优路径。
路由选择是基于一系列的路由算法，这些算法通过评估特定指标，例如路径的距离、传输延迟和链路负载等，选择最优的路径。
常见的路由算法有最短路径优先算法（如Dijkstra算法）和距离矢量算法。
3. 存储转发在分组交换中，数据包在网络中的传输是采用存储转发的方式进行的。
存储转发是指在数据包从一个节点传输到下一个节点时，需要先接收完整的数据包，然后再将其转发到下一个节点。
存储转发的过程包括以下几个步骤：•接收：节点接收到数据包后，需要先将其存储在缓冲区中，等待转发；•校验：数据包的接收节点会对其进行错误校验，以确保数据的完整性和正确性；•转发：经过校验后，数据包将被转发到下一个节点；•队列管理：如果接收节点无法及时处理接收到的数据包，那么数据包将会被放入队列中，等待处理；•重传：如果数据包在传输过程中发生错误或丢失，源节点将会重新发送该数据包。
分组交换原理课件
分组交换原理课件
目
CONTENCT
录
• 分组交换概述 • 分组交换的基本原理 • 分组交换协议 • 分组交换网络 • 分组交换技术的发展趋势
01
分组交换概述
分组交换的定义
分组交换是一种通信方式，它将数据分割成若干个 较小的数据包，每个数据包称为一个分组，然后通 过网络将这些分组逐个进行传输。
在传输过程中，每个分组可以选择不同的路径到达 目的地，因此每个分组可能会独立地经历不同的延 迟和丢失。
分组形成
分组交换中，数据被分割成固定长度的数据段，称 为“分组”，每个分组独立进行传输。
分组传输
分组通过传输网络进行传输，可以经过多个网络节 点，最终到达目的地。
分组标识
每个分组都包含源地址、目的地址和其他控制信息 ，以便在网络中进行路由选择和转发。
分组的路由选择
80%
路由选择算法
根据网络的拓扑结构和状态，选 择最佳路径进行分组的传输。
路由协议的要素
路由协议的要素包括路由表、路由 算法、网络拓扑数据库等，它们共 同决定了数据分组的转发方式和路 径。
分组交换网络的性能优化
流量控制
通过流量控制机制，可以防止网 络拥塞和数据丢失，常见的流量 控制技术包括滑动窗口协议和停
止-等待协议。
拥塞控制
拥塞控制机制用于防止过多的数 据分组同时到达网络节点，导致 节点处理能力不足，常见的拥塞 控制算法包括拥塞避免、拥塞抑
企业可以利用分组交换构建高效的数据中心和广 域网，实现企业内部的通信和协作。
实时通信
分组交换可以用于实现音频、视频和其他实时数 据的传输，如在线会议、视频通话等。
物联网
在物联网中，设备之间需要进行大量的数据传输 和通信，分组交换可以提供高效、可靠的数据传 输服务。
目
CONTENCT
录
• 分组交换概述 • 分组交换的基本原理 • 分组交换协议 • 分组交换网络 • 分组交换技术的发展趋势
01
分组交换概述
分组交换的定义
分组交换是一种通信方式，它将数据分割成若干个 较小的数据包，每个数据包称为一个分组，然后通 过网络将这些分组逐个进行传输。
在传输过程中，每个分组可以选择不同的路径到达 目的地，因此每个分组可能会独立地经历不同的延 迟和丢失。
分组形成
分组交换中，数据被分割成固定长度的数据段，称 为“分组”，每个分组独立进行传输。
分组传输
分组通过传输网络进行传输，可以经过多个网络节 点，最终到达目的地。
分组标识
每个分组都包含源地址、目的地址和其他控制信息 ，以便在网络中进行路由选择和转发。
分组的路由选择
80%
路由选择算法
根据网络的拓扑结构和状态，选 择最佳路径进行分组的传输。
路由协议的要素
路由协议的要素包括路由表、路由 算法、网络拓扑数据库等，它们共 同决定了数据分组的转发方式和路 径。
分组交换网络的性能优化
流量控制
通过流量控制机制，可以防止网 络拥塞和数据丢失，常见的流量 控制技术包括滑动窗口协议和停
止-等待协议。
拥塞控制
拥塞控制机制用于防止过多的数 据分组同时到达网络节点，导致 节点处理能力不足，常见的拥塞 控制算法包括拥塞避免、拥塞抑
企业可以利用分组交换构建高效的数据中心和广 域网，实现企业内部的通信和协作。
实时通信
分组交换可以用于实现音频、视频和其他实时数 据的传输，如在线会议、视频通话等。
物联网
在物联网中，设备之间需要进行大量的数据传输 和通信，分组交换可以提供高效、可靠的数据传 输服务。
分组交换技术
技术特点
பைடு நூலகம்
线路利用率高 互相通信
分组多路通信 计费
分组交换技术分组交换以虚电路的形式进行信道的多路复用，实现资源共享，可在一条物理线路上提供多条 逻辑信道，极大地提高线路的利用率。使传输费用明显下降。
不同种类的终端可以相互通信：分组以X.25协议向用户提供标准接口，数据以分组为单位在络内存储转发， 使不同速率终端，不同协议的设备经络提供的协议变换功能后实现互相通信。信息传输可靠性高：在络中每个分 组进行传输时，在节点交换机之间采用差错校验与重发的功能，因而在中传送的误码率大大降低。而且在内发生 故障时，络中的路由机制会使分组自动地选择一条新的路由避开故障点，不会造成通信中断。
发展历史
电路交换 报文交换
分组交换 异步传输模式
电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发 起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换 设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等 缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
分组交换的利用率高，传输质量好，能同时多路通信的特点，因此它的经济性能也较好。在一些全国性的集 团公司中，总公司把指示下达给全国各地分公司甚至国外的机构，利用分组交换就非常经济。中远集团在中国各 地的分支机构在本地形成局域络，通过路由器连到分组交换，与海关、EDI中心等互通信息。它的主机系统也通 过分组交换实行全程连，传送定舱资料、货运情况、EDI报文等，也可远程登录至香港，与海外沟通信息。
由于每个分组都包含有控制信息，所以分组型终端可以同时与多个用户终端进行通信，可把同一信息发送到 不同用户。
现代交换原理第4章分组交换技术
路由选择算法 集中式路由交换
动态法
01
扩散式路由法 固定路由表法
静态法：
02
*
数据通信系统性能指标
有效性质量指标是衡量系统传输能力的主要指标，通常从码元传输速率、信息传输速率、频带利用率和差错率等方面来考虑。
*
信息传输速率&码元传输速率
01
I = log2 1/P = log2 N (bit)
2
当主叫DTE想要建立虚呼叫时，它就发送“呼叫请求”分组，该分组包括可供分配的高端的LCN和被叫DTE地址。
3
X.25分组层的数据传输过程与链路层的情况非常类似，数据发送和接受确认、重发过程、窗口机制、流量控制等方面的设计思想是相同的。
4
在虚呼叫任何一端的DTE都能够清除呼叫，通过发送“呼叫清除”分组和“清除指示”分组来完成呼叫清除过程。
8 7 6 5 4 3 2 1
*
分组的传输
分组装配和拆卸设备
（Packet Assembler/Disassembler ，PAD）
是一个规程转换器或者说是网络服务器，主要功能是向各种不同的终端提供服务，帮助它们进入分组交换网，或者具体说就是帮助终端要发送的数据生成分组，并通过线路发送给网络（交换机）。
X.25协议产生背景
数据通信网发展的重要里程碑是采用分组交换方式，构成分组交换网。和电路交换网相比，分组交换网的两个站之间通信时，网络内不存在一条物理电路供其专用，因此不会像电路交换那样，所有的数据传输控制仅仅涉及到两个站之间的通信协议。
X.25是ITU-T制定的WAN通信协议标准，它定义了用户设备与网络设备之间的连接是如何建立和维护的。X.25在OSI/RM出现之前就制定了，在OSI和CCITT的共同努力下，X.25与OSI/RM的下三层可以对应起来，只是第三层叫做“分组层”，物理层建议采用X.21bis，数据链路层采用平衡型链路接入规程LAP B的异步平衡模式ABM。
分组交换
这种方式对信息传输频率高、每次传输量小的用户不太适用，但由于每个分组头只需标出虚电路标识符和序号，所以分组头开销小，适用长报文传送。
虚电路分组交换像电路交换一样，通信双方需要建立连接，只是与电路交换不同，分组交换的连接是虚拟连接（又称为虚电路），连接中不存在一个独占的物理线路。根据虚拟连接的实现方式，可以把虚电路分为交换虚电路和永久虚电路。
（6）基于呼叫延迟制的流量控制
在分组交换中，当数据流量较大时，分组排队等待处理，而不像电路交换那样立即呼损掉，因此其流量控制基于呼叫延迟。
5优点编辑
分组交换网与电路交换网相比有许多优点
分组交换
利用率高
较之电路交换对链路的独占性而言，不同的数据分组可以在同一条链路上以动态共享和复用方式进行传输，通信资源利用率高，从而使得信道的容量和吞吐量有了很大的提升。因为结点到结点的单个链路可以由很多分组动态共享。分组被排队，并被尽可能快速地在链路上传输。
分组交换的本质就是存储转发，它将所接受的分组暂时存储下来，在目的方向路由上排队，当它可以发送信息时，再将信息发送到相应的路由上，完成转发。其存储转发的过程就是分组交换的过程。
分组交换的思想来源于报文交换，报文交换也称为存储转发交换，它们交换过程的本质都是存储转发，所不同的是分组交换的最小信息单位是分组，而报文交换则是一个个报文。由于以较小的分组为单位进行传输和交换，所以分组交换比报文交换快。报文交换主要应用于公用电报网中。
开销大
要将分组通过网络传送，包括目的地址在内的额外开销信息和分组排序信息必须加在每一个分组里。这些信息降低了可用来运输用户数据的通信容量。在电路交换中，一旦电路建立，这些开销就不再需要。另外，分组交换网络是一个分布的分组交换结点的集合，在理想情况下，所有的分组交换结点应该总是了解整个网络的状态。但是，不幸的是，因为结点是分布的，在网络一部分状态的改变与网络其他部分得知这个改变之间总是有一个时延。此外，传递状态信息需要一定的费用，因此一个分组交换网络从来不会“完全理想地”运行。
虚电路分组交换像电路交换一样，通信双方需要建立连接，只是与电路交换不同，分组交换的连接是虚拟连接（又称为虚电路），连接中不存在一个独占的物理线路。根据虚拟连接的实现方式，可以把虚电路分为交换虚电路和永久虚电路。
（6）基于呼叫延迟制的流量控制
在分组交换中，当数据流量较大时，分组排队等待处理，而不像电路交换那样立即呼损掉，因此其流量控制基于呼叫延迟。
5优点编辑
分组交换网与电路交换网相比有许多优点
分组交换
利用率高
较之电路交换对链路的独占性而言，不同的数据分组可以在同一条链路上以动态共享和复用方式进行传输，通信资源利用率高，从而使得信道的容量和吞吐量有了很大的提升。因为结点到结点的单个链路可以由很多分组动态共享。分组被排队，并被尽可能快速地在链路上传输。
分组交换的本质就是存储转发，它将所接受的分组暂时存储下来，在目的方向路由上排队，当它可以发送信息时，再将信息发送到相应的路由上，完成转发。其存储转发的过程就是分组交换的过程。
分组交换的思想来源于报文交换，报文交换也称为存储转发交换，它们交换过程的本质都是存储转发，所不同的是分组交换的最小信息单位是分组，而报文交换则是一个个报文。由于以较小的分组为单位进行传输和交换，所以分组交换比报文交换快。报文交换主要应用于公用电报网中。
开销大
要将分组通过网络传送，包括目的地址在内的额外开销信息和分组排序信息必须加在每一个分组里。这些信息降低了可用来运输用户数据的通信容量。在电路交换中，一旦电路建立，这些开销就不再需要。另外，分组交换网络是一个分布的分组交换结点的集合，在理想情况下，所有的分组交换结点应该总是了解整个网络的状态。但是，不幸的是，因为结点是分布的，在网络一部分状态的改变与网络其他部分得知这个改变之间总是有一个时延。此外，传递状态信息需要一定的费用，因此一个分组交换网络从来不会“完全理想地”运行。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
代 可变长的，最大可以为14个十进制数字。
电 其格式如下 ：
信 交 换
XXXXXXXXXXXXXX
终端号码
网号 国家代码（460）
因为PVC没有呼叫建立阶段，所以X.121地址
只在SVC中使用
4
第二节 X.25协议
现 一、协议结构 代 X.25是 数据终端设备DTE 和数据电路终接设备
DCE 之间的接口协议。
DCE (网络侧)
从站 (Secondary)
主站 (Primary)
19
虽然在HDLC的帧的控制字段中某些命令帧
和响应帧具有相同的编码，但是利用地址字段
现 就可以清楚地区分出接收的帧是命令帧还是响 代 应帧，也可以区分出接收帧中的P/F比特到底应
该被解释成P比特还是F比特。为了便于记忆和
电 识别，我们可以认为地址A和B区分了两个命令 和响应的环路。那麽，地址A和B到底是什麽样
实现信息传输的控制，而是用于实现对链路的
交 建立和断开的过程，识别无编号帧的标志是控 制字段的第1和第2比特为1。无编号帧包括
换 SABM，DM，UA，DISC，FRMR，SABME（ 扩 展编号方式）六种类型的帧。
16
现 代 电 信 交 换
命令
信息帧 监控帧
I RR RNR REJ
无编 号帧
SABM DISC
1 1 11
17
有关命令帧与响应帧：
在DTE和DCE之间交换的帧有命令帧和响应
现 帧两种。 代 命令帧用于发送信息或产生某种操作（如I帧，
SABM/SABME帧）；
电 响应帧用于对命令帧的响应。 信 由于X.25接口为全双工工作方式，DTE和DCE 交 都可以同时发送命令帧或响应帧。DTE和DCE
25
下图是窗口机制的示意图。如图 (a)假设k=5,已
发送了编号为0、1、2、3的帧，都没收到确认。由
现 于窗口上沿为5，则还可发送编号为4的帧而不用等 确认。
代 随后收到了N(R)为2的帧表示编号为1以及1以前的 电 帧对端都收到了，则窗口移动，窗口下沿变为2，窗
口上沿变为6，但窗口大小不变，仍为5。这样在收
设 备 都 具 有 主 站 （ Primary） 和 从 站
换 （Secondary）的功能，主站用于发送命令和 接收响应，从站用于接收命令和发送响应。如 下图所示：
18
现 代 电 信 交 换
DTE (用户侧)
主站 (Primary)
命令 地址=B 响应 地址=B
从站 (Secondary)
命令 地址=A 响应 地址=A
1) 差错控制采用循环冗余校验码来检测错误， 通过重发纠错的方法进行差错校正。
DTE
B， I（0 0）
B， I（1 0） B， I（2 0）
B， I（3 0）
B， I（2 0） B， I（3 0）
DCE
B，RR（1） B，REJ（2 ） 发现错误
24
2) 流量控制采用滑动窗口和发送RNR帧的方法
现 代
帧校验字段用来确保所传送的帧的完整性。
14
通过控制域的不同，使LAPB帧分为以下三种格 式：
现 信息帧（I帧）：用于传输在分组层之间交换的 代 分组，分组封装在帧的数据区中传送。识别I帧
的依据是控制字段的第1个比特为0。I帧的控制
电 字段中还还包含帧的发送和接收顺序号，用于 信 流控和确认，此外还有一个探询/终止（P/F）比
29
现 代 电 信 交 换
分组类型识别符用来识别17个不同的X.25分 组类型。分组类型识别符的编码格式如表所示。
从 DCE 到 DTE 呼叫建立分组 入呼叫 呼叫连接 数据传输分组 DCE 数据 DCE RR DCE RNR
DCE 中断 DCE 中断证实 登记请求 登记证实
分组类型 从DCE 到DTE
电 X.25协议包含了三层：分组层、数据链路层、物 信 理层，是和OSI参考模型的下三层一一对应的，它
们的功能也是一致的。
交 ➢ 物理层定义了DTE和DCE之间的电气接口和建立 换 物理的信息传输通路的过程。
可采用X.21建议、X.21bis建议、V建议等接口标准；
5
➢ 数据链路层采用平衡型链路访问规程LAPB，
信 信道，用信道号（LCN）区分。 交 逻辑信道0专门用于传送控制信息，其余4095条逻
辑信道都可分配给虚电路使用，用于传送用户数
换 据信息。
在DTE-DCE接口同一虚电路双向使用相同的LCN。
27
LCN的最低段分配给PVC，其余供SVC使用；
现 DTE从大到小分配逻辑信道号，DCE从小到大分 配逻辑信道号，并且DTE分配优先。
• 检测和恢复分组的差错
8
X.25的分层结构如下图所示：
现 代 电 信 交 换
高层协议 与远程DTE之间的高层协议
分组层 X.25 数据链路层
物理层
分组层协议
链路层协议 物理层协议
分组层 数据链路层
物理层
DTE
物理连接接口
DCE
9
分组层将一条数据链路按统计时分复用的方式
划分为4096个逻辑信道，在每个逻辑信道上都可
现 以建立一条虚电路。 代 端到端的通信就通过虚电路来完成。一条虚电
路可以经过若干物理线路和中间节点，由多条逻
电 辑信道连接而成。
信
LC 3
PBX
Router A
PBX
交
LC 3
LC 4
LC 243
换
PBX
PBX
LC 24
Router B
X.25网 10
虚电路可以为永久的，也可以为交换（临时）的。
8 8 N 16
8
换
13
帧定界符用来从连续的字节流中识别一个LAPB 帧，它是一个特别的编码“01111110”，发送一
现 个帧时做透明操作（在每连续的5个1之后插入 代 一个0，接收端做相反的操作）使一个帧之中不
可能出现与定界符相同的编码。
电 地址字段用来区分发送或接收的帧是命令帧还 信 是响应帧。 交 控制字段用来区分不同的帧格式。 换 信息字段用来承载上层数据。
并不涉及数据包在X.25网络内部的传输。
11
二、链路配置和帧结构
现 代 电 信 交 换
1、平衡型链路接入协议（LAPB）
LAPB是HDLC的子集。HDLC由ISO定义，是面 向比特的数据链路协议的总称。
HDLC支持两种链路配置：非平衡和平衡配置
主站
命令
次站
响应
主站
命令
响应
次站
次站
复合站
命令
复合站
响应
到对端的确认前还可发送编号为4、5、6的帧。如
信 图 (b)所示。 交6
窗口下沿 7
0
窗口上沿
6
7
5
换
窗口上沿
1
5
0
4
4
1
3
2
(a)
(b) 3
2 窗口下沿
26
四、分组层功能
现 1、虚电路和逻辑信道
代 电
分组层规定：
一条数据链路上最多可分配16个逻辑信道群，用 群号（LCGN）区分；每群内最多可有256条逻辑
SABME
响应
RR RNR REJ DM
UA FRMR
控制字段比特
87 6
5
N(R)
P
N(R)
P/F
N(R)
P/F
N(R)
P/F
00 0
F
00 1
P
01 0
P
01 1
F
10 0
F
01 1
P
432 1
N(S)
0
0 0 01
0 1 01
1 0 01
1 1 11
1 1 11
0 0 11
0 0 11
0 1 11
呼叫请求 呼叫接受
DTE 数据 DTE RR DTE RNR DTE REJ DTE 中断 DTE 中断证实
分组类型识别符编码 87654321
信 的呢？它们都由8比特组成
交
地址 比特编码 16 进制值
换
87654321
A 00000011
03
B 00000001
01
20
三、数据链路层功能
现 1、链路的建立和断开 代 (1) LAPB链路建立 电 DTE和DCE都可以启动链路的建立过程，但通常认
为链路由DTE启动建立
信 DTE发送SABM/SABME命令启动链路的建立过程。 交 DCE接收到正确的SABM/SABME命令之后，如果 换 能够进入信息传输阶段，它就发送UA响应帧予以
现 永久虚电路通常称为PVC，适用于通信对象固定， 数据交换非常频繁的通信。
代 交换虚电路通常称为SVC，适用于通信对象不固定， 电 数据交换非常频繁的通信。 信 在分组层可以同时建立多条虚电路，包括PVC和
SVC，一个DTE通过不同的虚电路与不同的对端
交 DTE通讯。 换 X.25协议只负责DTE—DCE接口之间的数据传输，
现 之间交换分组的过程，同时也定义了如何进行
代 流控，差错处理等规程。
电
X.25的分组层利用链路层提供的服务在
信 DTE和DCE之间传递分组。它将一条数据链路 按照动态时分复用的方法划分为多个子逻辑信
交 道。这样就可以允许多个用户同时使用数据通
换 道，大大地提高了资源的利用率和效率。
7
分组层的主要功能有：
现 • 在X.25接口为每个用户呼叫（第一次通信 过程）提供一个逻辑信道
代 • 通过逻辑信道(LCN)来区分与每个用户呼叫 电 的有关的分组 信 • 为每个用户的呼叫连接提供有效的分组传
电 其格式如下 ：
信 交 换
XXXXXXXXXXXXXX
终端号码
网号 国家代码（460）
因为PVC没有呼叫建立阶段，所以X.121地址
只在SVC中使用
4
第二节 X.25协议
现 一、协议结构 代 X.25是 数据终端设备DTE 和数据电路终接设备
DCE 之间的接口协议。
DCE (网络侧)
从站 (Secondary)
主站 (Primary)
19
虽然在HDLC的帧的控制字段中某些命令帧
和响应帧具有相同的编码，但是利用地址字段
现 就可以清楚地区分出接收的帧是命令帧还是响 代 应帧，也可以区分出接收帧中的P/F比特到底应
该被解释成P比特还是F比特。为了便于记忆和
电 识别，我们可以认为地址A和B区分了两个命令 和响应的环路。那麽，地址A和B到底是什麽样
实现信息传输的控制，而是用于实现对链路的
交 建立和断开的过程，识别无编号帧的标志是控 制字段的第1和第2比特为1。无编号帧包括
换 SABM，DM，UA，DISC，FRMR，SABME（ 扩 展编号方式）六种类型的帧。
16
现 代 电 信 交 换
命令
信息帧 监控帧
I RR RNR REJ
无编 号帧
SABM DISC
1 1 11
17
有关命令帧与响应帧：
在DTE和DCE之间交换的帧有命令帧和响应
现 帧两种。 代 命令帧用于发送信息或产生某种操作（如I帧，
SABM/SABME帧）；
电 响应帧用于对命令帧的响应。 信 由于X.25接口为全双工工作方式，DTE和DCE 交 都可以同时发送命令帧或响应帧。DTE和DCE
25
下图是窗口机制的示意图。如图 (a)假设k=5,已
发送了编号为0、1、2、3的帧，都没收到确认。由
现 于窗口上沿为5，则还可发送编号为4的帧而不用等 确认。
代 随后收到了N(R)为2的帧表示编号为1以及1以前的 电 帧对端都收到了，则窗口移动，窗口下沿变为2，窗
口上沿变为6，但窗口大小不变，仍为5。这样在收
设 备 都 具 有 主 站 （ Primary） 和 从 站
换 （Secondary）的功能，主站用于发送命令和 接收响应，从站用于接收命令和发送响应。如 下图所示：
18
现 代 电 信 交 换
DTE (用户侧)
主站 (Primary)
命令 地址=B 响应 地址=B
从站 (Secondary)
命令 地址=A 响应 地址=A
1) 差错控制采用循环冗余校验码来检测错误， 通过重发纠错的方法进行差错校正。
DTE
B， I（0 0）
B， I（1 0） B， I（2 0）
B， I（3 0）
B， I（2 0） B， I（3 0）
DCE
B，RR（1） B，REJ（2 ） 发现错误
24
2) 流量控制采用滑动窗口和发送RNR帧的方法
现 代
帧校验字段用来确保所传送的帧的完整性。
14
通过控制域的不同，使LAPB帧分为以下三种格 式：
现 信息帧（I帧）：用于传输在分组层之间交换的 代 分组，分组封装在帧的数据区中传送。识别I帧
的依据是控制字段的第1个比特为0。I帧的控制
电 字段中还还包含帧的发送和接收顺序号，用于 信 流控和确认，此外还有一个探询/终止（P/F）比
29
现 代 电 信 交 换
分组类型识别符用来识别17个不同的X.25分 组类型。分组类型识别符的编码格式如表所示。
从 DCE 到 DTE 呼叫建立分组 入呼叫 呼叫连接 数据传输分组 DCE 数据 DCE RR DCE RNR
DCE 中断 DCE 中断证实 登记请求 登记证实
分组类型 从DCE 到DTE
电 X.25协议包含了三层：分组层、数据链路层、物 信 理层，是和OSI参考模型的下三层一一对应的，它
们的功能也是一致的。
交 ➢ 物理层定义了DTE和DCE之间的电气接口和建立 换 物理的信息传输通路的过程。
可采用X.21建议、X.21bis建议、V建议等接口标准；
5
➢ 数据链路层采用平衡型链路访问规程LAPB，
信 信道，用信道号（LCN）区分。 交 逻辑信道0专门用于传送控制信息，其余4095条逻
辑信道都可分配给虚电路使用，用于传送用户数
换 据信息。
在DTE-DCE接口同一虚电路双向使用相同的LCN。
27
LCN的最低段分配给PVC，其余供SVC使用；
现 DTE从大到小分配逻辑信道号，DCE从小到大分 配逻辑信道号，并且DTE分配优先。
• 检测和恢复分组的差错
8
X.25的分层结构如下图所示：
现 代 电 信 交 换
高层协议 与远程DTE之间的高层协议
分组层 X.25 数据链路层
物理层
分组层协议
链路层协议 物理层协议
分组层 数据链路层
物理层
DTE
物理连接接口
DCE
9
分组层将一条数据链路按统计时分复用的方式
划分为4096个逻辑信道，在每个逻辑信道上都可
现 以建立一条虚电路。 代 端到端的通信就通过虚电路来完成。一条虚电
路可以经过若干物理线路和中间节点，由多条逻
电 辑信道连接而成。
信
LC 3
PBX
Router A
PBX
交
LC 3
LC 4
LC 243
换
PBX
PBX
LC 24
Router B
X.25网 10
虚电路可以为永久的，也可以为交换（临时）的。
8 8 N 16
8
换
13
帧定界符用来从连续的字节流中识别一个LAPB 帧，它是一个特别的编码“01111110”，发送一
现 个帧时做透明操作（在每连续的5个1之后插入 代 一个0，接收端做相反的操作）使一个帧之中不
可能出现与定界符相同的编码。
电 地址字段用来区分发送或接收的帧是命令帧还 信 是响应帧。 交 控制字段用来区分不同的帧格式。 换 信息字段用来承载上层数据。
并不涉及数据包在X.25网络内部的传输。
11
二、链路配置和帧结构
现 代 电 信 交 换
1、平衡型链路接入协议（LAPB）
LAPB是HDLC的子集。HDLC由ISO定义，是面 向比特的数据链路协议的总称。
HDLC支持两种链路配置：非平衡和平衡配置
主站
命令
次站
响应
主站
命令
响应
次站
次站
复合站
命令
复合站
响应
到对端的确认前还可发送编号为4、5、6的帧。如
信 图 (b)所示。 交6
窗口下沿 7
0
窗口上沿
6
7
5
换
窗口上沿
1
5
0
4
4
1
3
2
(a)
(b) 3
2 窗口下沿
26
四、分组层功能
现 1、虚电路和逻辑信道
代 电
分组层规定：
一条数据链路上最多可分配16个逻辑信道群，用 群号（LCGN）区分；每群内最多可有256条逻辑
SABME
响应
RR RNR REJ DM
UA FRMR
控制字段比特
87 6
5
N(R)
P
N(R)
P/F
N(R)
P/F
N(R)
P/F
00 0
F
00 1
P
01 0
P
01 1
F
10 0
F
01 1
P
432 1
N(S)
0
0 0 01
0 1 01
1 0 01
1 1 11
1 1 11
0 0 11
0 0 11
0 1 11
呼叫请求 呼叫接受
DTE 数据 DTE RR DTE RNR DTE REJ DTE 中断 DTE 中断证实
分组类型识别符编码 87654321
信 的呢？它们都由8比特组成
交
地址 比特编码 16 进制值
换
87654321
A 00000011
03
B 00000001
01
20
三、数据链路层功能
现 1、链路的建立和断开 代 (1) LAPB链路建立 电 DTE和DCE都可以启动链路的建立过程，但通常认
为链路由DTE启动建立
信 DTE发送SABM/SABME命令启动链路的建立过程。 交 DCE接收到正确的SABM/SABME命令之后，如果 换 能够进入信息传输阶段，它就发送UA响应帧予以
现 永久虚电路通常称为PVC，适用于通信对象固定， 数据交换非常频繁的通信。
代 交换虚电路通常称为SVC，适用于通信对象不固定， 电 数据交换非常频繁的通信。 信 在分组层可以同时建立多条虚电路，包括PVC和
SVC，一个DTE通过不同的虚电路与不同的对端
交 DTE通讯。 换 X.25协议只负责DTE—DCE接口之间的数据传输，
现 之间交换分组的过程，同时也定义了如何进行
代 流控，差错处理等规程。
电
X.25的分组层利用链路层提供的服务在
信 DTE和DCE之间传递分组。它将一条数据链路 按照动态时分复用的方法划分为多个子逻辑信
交 道。这样就可以允许多个用户同时使用数据通
换 道，大大地提高了资源的利用率和效率。
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分组层的主要功能有：
现 • 在X.25接口为每个用户呼叫（第一次通信 过程）提供一个逻辑信道
代 • 通过逻辑信道(LCN)来区分与每个用户呼叫 电 的有关的分组 信 • 为每个用户的呼叫连接提供有效的分组传