分组交换网络
pon网络和分组交换网的优缺点对比
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分组交换网介绍
分组交换网定义
分组交换网是一种基于数据包交换的 通信网络，它将数据分割成固定长度 的数据包，每个数据包包含数据和地 址信息，通过网络进行传输。
分组交换网采用动态分配带宽的方式 ，能够根据实际需求灵活调整网络资 源，提高了网络利用率。
分组交换网工作原理
分组交换网采用存储转发方式，将数据包存储在交换机中，根据路由信息逐跳转 发，最终到达目的地。
信号格式
PON网络采用以太网协议传输数据， 支持多种业务，如语音、视频、数据 等。
PON网络的应用场景
应用范围
PON网络适用于大型住宅小区、 商业楼宇、校园等场景，可满足 用户对高速数据传输和多媒体业 务的需求。
适用场景
PON网络适用于光纤到户的接入 方式，为用户提供高速、可靠、 安全的数据、语音和视频等多种 业务。
求。
扩展性好。分组交换网采用分布式架构，可以灵活扩 展网络规模和接入节点数量，适应未来发展需求。
PON网络 分组交换网
成本效益 01
PON网络
分组交换网
03
02
成本较低。PON网络采用无源光 器件，降低了运营和维护成本。
成本较高。分组交换网需要采用 高端路由器和交换机等设备，增
加了建设和运营成本。
04
04
结论
适用场景选择
PON网络
适用于需要高带宽和稳定性的场景，如大型企业、数据中心和高端住宅区。PON网络采用无源光器件，维护简单， 故障率低，可提供长距离传输。
分组交换网
适用于需要低延迟和灵活性的场景，如金融交易、实时游戏和视频会议。分组交换网采用动态带宽分配，可根据 业务需求快速调整带宽，支持突发流量。
pon网络和分组交换网的优 缺点对比
第11章分组交换网
11.1分组交换基本概念和网络结构 11.1分组交换基本概念和网络结构
• 二者比较： 二者比较：
分组头： 分组头：数据报方式的每个分组头都包含详细的目的 地址信息； 地址信息；虚电路分组头中只含有虚电路的逻辑信道 标识即可。 标识即可。 选路：虚电路方式有预先建立过程， 选路：虚电路方式有预先建立过程，存在一定的处理 开销。但是虚电路一旦建立， 开销。但是虚电路一旦建立，分组不再需要进行复杂 的选路；数据报方式不需要建立过程， 的选路；数据报方式不需要建立过程，对每个分组都 要独立地进行选路。 要独立地进行选路。
虚电路分为两种： 交换虚电路SVC(Switching 虚电路分为两种 ： 交换虚电路 SVC(Switching Virtual Circuit) 和 永 久 虚电 路 PVC(Permanent Circuit)。 Virtual Circuit)。 SVC指在每次呼叫时用户通过发送呼叫请求分 SVC 指在每次呼叫时用户通过发送呼叫请求分 组来临时建立虚电路的方式。 组来临时建立虚电路的方式。 PVC指应用户预约 ， PVC 指应用户预约， 由网络运营者为之建立固 指应用户预约 定的虚电路。 定的虚电路。它一般适用于业务量较大的集团用 户。
11.1分组交换基本概念和网络结构 11.1分组交换基本概念和网络结构
1 2 3 … N … 同 步 时 分 复 用
帧 N … 2 1 时隙 (a) N … … …
帧 … 时间 … 时间 (b) 2 1
统 计 时 分 复 用
时隙
标志码
信息N 5 信息2 3 信息N 5 信息1 2
11.1分组交换基本概念和网络结构 11.1分组交换基本概念和网络结构
11.1分组交换基本概念和网络结构 11.1分组交换基本概念和网络结构
计算机网络原理 X.25分组交换网(公共分组交换网)
计算机网络原理X.25分组交换网（公共分组交换网）公共分组交换网是一个以数据通信为目标的公共数据网（PDN，Public Data Network），它是在一个国家或全世界范围内提供公共电信服务的数据通信网络，CCITT于1974年提出了访问分组交换网的协议标准，即X.25建议，后来又进行了多次修订。
这个标准分为三个协议层，即物理层、数据链路层和网络层，分别对应于ISO/OSI参考模型的低三层。
如图12-2所示。
图12-2 X.25建议与OSI模型的对比物理层规定用户主机或终端和网络之间的物理接口，这一层协议采用X.21标准。
链接访问层处理数据传输、寻址、差错检测和纠正、流量控制和帧组合等，即用来提供可靠的数据传输链路。
数据包协议层提供外部虚电路服务，用来负责数据包交换、帧序列的有序通信，并保证虚拟连接的可靠性，这一层是X.25建议的核心，它又被特别称为X.25PLP（Packet Layer Protocol）协议。
X.25可以使用三种模式之一来传输数据，这三种模式是交换式虚拟电路、永久型虚拟电路和数据报。
交换式虚拟电路是通过一个X.25交换机在节点之间建立一个双向通道，是一种只在数据传输期间建立的逻辑电路，当传输完成后，其他节点可以使用这个通道。
永久型虚拟电路是一个始终保持连接状态的逻辑通信通道，即使数据传输已经结束，该通道仍保持连接状态。
交换式虚拟电路和永久型虚拟电路都是数据包交换技术的范例。
数据包是无须建立通信通道就可以发送的打包数据。
利用一种消息交换技术，数据报可以到达其目标地址。
按照指定的目标地址对数据包进行编址，由于选择的路径不同，数据包到达目标地址的时间可能不同。
在国际网络上并不使用数据报，不过在适用于Internet的ITU-T规范中却包含有数据报。
X.25 Internet数据报将IP层封装在X.25数据包中，这样X.25设备就无法识别IP组件，IP地址只能映射到X.25目标地址上。
1-2互联网组成及分组交换
计算机网络与通信技术知识点：互联网组成及分组交换本讲内容✓互联网组成：边缘部分与核心部分✓边缘部分中：端到端的两种通信方式✓核心部分中：路由器的分组交换互联网组成(1) 边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。
这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
(2) 核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。
互联网的核心部分互联网的边缘部分主机网络路由器边缘部分•处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。
这些主机又称为端系统(end system)。
•“主机A 和主机B 进行通信”，实际上是指：“运行在主机A 上的某个程序（进程）和运行在主机B 上的另一个程序（进程）进行通信”。
端系统两种通信方式•客户服务器方式（C/S 方式）即Client/Server方式•对等方式（P2P 方式）即Peer-to-Peer方式客户服务器方式（C/S 方式）•客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
•客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
•客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务客户服务器方式（C/S 方式）运行客户程序网络边缘网络核心运行服务器程序AB客户服务器客户服务器方式（C/S 方式）服务器软件的特点•一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。
•系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。
因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。
•一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。
客户服务器方式（C/S 方式）服务器软件的特点•一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。
•系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。
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。
第五章分组交换和分组交换网要点
几种常见的路由选择策略：
1. 固定路由选择 2. 泛法路由选择 3. 随机路由选择 4. 自适应路由选择
固定路由选择举例
各节点的路由表
洪泛式路由选择示例
扩散式路由
虚电路路由表
虚电路重连接过程
5.2.5 流量控制
分组交换网中各个节点交换机的处理能力和各条线路 的传输容量是一定的，但是用户终端发送分组的时间和数 量具有随机性。如果不对数据流进行控制，有可能造成网 内数据流分布不均匀，部分节点和线路上的数据流超过其 处理能力或传输容量，造成网络的阻塞。严重时，分组在 网络中无法传送，不断被丢弃，源节点无法发送新的数据， 目的节点也收不到分组，造成死锁。
物理层完成的主要功能如下： 在DTE和DCE接口处提供数据传输； 在设备之间提供控制信号； 提供时钟信号，用以同步数据流和规定比特速率； 提供电气地； 提供机械的连接器（如针、插头和插座）。
5.3.3 X.25的数据链路层——LAPB
X.25数据链路层规程是要在物理层提供的双向的信 息输送管道上实施信息传输的控制。一般情况下，X.25 的数据链路层采用的是HDLC（高级数据链路控制规程） 的一个子集LAPB（平衡型链路访问规程）。
（3）在数据报方式下，由于每个数据分组都要独立的寻找路径， 所以单个数据分组传输的时延较大。而虚电路一旦建立，单个 数据分组的传输时延则会小得多。
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。
分组交换网络的特点
分组交换网络的特点首先，分组交换网络具有高度的灵活性。
在传统的电路交换网络中，建立连接需要为通信双方专门分配一条专用的通信线路。
而在分组交换网络中，不需要提前建立连接，数据包可以根据实时需求以任意顺序发送。
这种灵活性使得分组交换网络能够更好地适应不断变化的通信需求，提高网络资源的利用率。
其次，分组交换网络具有高带宽利用率。
在电路交换网络中，一旦建立了连接，通信双方之间的通信线路就会被锁定，不管是否有数据要传输，在连接期间都无法被其他人使用。
而在分组交换网络中，如果一条通信线路上没有数据包传输，该线路可以自由地被其他通信会话使用，提高了网络带宽的利用率。
此外，分组交换网络具有较低的传输延迟。
在电路交换网络中，建立连接需要一定的时间，而分组交换网络可以立即传输数据包，无需等待建立连接。
此外，分组交换网络在传输数据包时，通常采用存储转发的方式，即接收端在接收到完整的数据包后再进行处理，而不需要等待所有数据都到达才能开始处理。
这种存储转发的方式可以有效降低传输延迟，提高数据传输的效率。
另外，分组交换网络具有较好的容错性。
在电路交换网络中，一旦通信线路发生故障，整个通信会话将中断。
而在分组交换网络中，由于数据包通过网络分散传输，即便一些数据包传输失败，也可以通过其他路径重新传输。
此外，分组交换网络通常会对数据包进行分组重组检验，以保证数据的正确性和完整性。
这种容错机制使得分组交换网络具有较好的可靠性。
最后，分组交换网络具有低成本。
与电路交换网络相比，分组交换网络需要的硬件设备和资源更少。
由于分组交换网络采用了分组传输的方式，不需要为每个通信会话专门分配线路资源，只需要根据实时需要分配传输数据包的线路即可。
这种资源共享的方式极大地降低了网络建设和维护的成本。
总结来说，分组交换网络具有高度的灵活性、高带宽利用率、低传输延迟、较好的容错性和低成本等特点。
这使得它成为了一种理想的通信网络架构，广泛应用于互联网等大型计算机网络中。
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分组交换网络
姓名：学号：专业班级：
简介：
分组交换数据网络(PSDN)技术起源于20世纪60年代末，技术成熟，规程完备，在世界各国得到广泛应用。
我国公用分组交换数据网骨干网于1993年9月正式开通业务，它是原邮电部建立的第一个公用数据通信网络。
骨干网建网初期端口容量有5800个，网络覆盖31个省会和直辖市。
随后，各省相继建立了省内的分组交换数据通信网。
该网业务发展速度迅猛，到1998年9月，用户已超过10万。
从网络开通业务至今，分组交换网络端口从5800个发展到近30万个，网络覆盖面从31个城市扩大到通达全国2278个县级以上的城市,与23个国家和地区的分组数据网相连，网络规模和技术水平已进入世界先进行列。
ChinaPAC的开通，大大方便了金融、政府、跨国企业等客户计算机联网，实现了国内数据通信与国际的接轨，提高国内企业的综合竞争力，满足了改革开放对数据通信的需求。
分组交换：
分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后一种新型交换网络，它主要用于数据通信。
分组交换是一种存储转发的交换方式，它将用户的报文划分成一定长度的分组，以分组为存储转发，因此，它比电路交换的利用率高，比报文交换的时延要小，而具有实时通信的能力。
分组交换利用统计时分复用原理，将一条数据链路复用成多个逻辑信道，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，称之为虚电路(V.C)实现数据的分组传送。
分组交换数据网是由分组交换机、网路管理中心、远程集中器、分组装拆设备以及传输设备等组成。
(1)分组交换机实现数据终端与交换机之间的接口协议(X·25)，交换机之间的信令协议(如X·75或内部协议)，并以分组方式的存储转发、提供分组网服务的支持，与网路管理中心协同完成路由选择、监测、计费、控制等。
根据分组交换机在网络中的地位，分为转接交换机和本地交换机两种；(2)网路管理中心(NMC)与分组交换机共同协作保证网路正常运行。
其主要功能有网路管理、用户管理、测量管理、计费管理、运行及维护管理、路由管理、搜集网路统计信息以及必要的控制功能等等，是全网管理的核心；(3)分组装拆设备(PAD)的主要功能是把普通字符终端的非分组格式转换成分组格式，并把各终端的数据流组成分组，在集合信道上以分组交织复用，对方再将收到的分组格式作相反方向的转换。
(4)远程集中器的功能类似于分组交换机，通常含有PAD的功能，它只与一个分组交换机相连，无路由功能，使用在用户比较集中的地区，一般装在电信部门。
特点
–传输质量高
–可靠性高具有动态路迂回功能，网络发生故障时，只要还有一条通信路由，交换机就可选择无故障的路由传输分组。
–线路利用率高通信网络资源采用统计时分复用
–可以进行速率、码型、规程的转换，允许不同类型、不同速率、不同编码格式和不同通信规程的终端之间互相通信，可采用流量控制措施CHINAPAC提供的业务功能
CHINAPAC提供两种基本业务
交换型虚电路(SVC)
用户通信时，通过呼叫建立虚电路，通信结束后释放虚电路。
交换型虚电路使用灵活，每次均可以与不同的用户建立虚电路，通信费与通信量有关。
CHINAPAC可以为用户开放多条虚电路。
永久型虚电路(PVC)
永久型虚电路类似于固定专线,由用户申请时提出,电信部门固定做好,用户一开机即固定建立起电路,不需每次通信是临时建立和释放，使用于点对点固定连接的用户使用。
CHINAPAC提供的其它业务
优先级分组、多网络地址、忽略检查本地地址、计费转移、助记名编址、虚拟专用网、分组多址广播。
CHINAPAC支持的用户接入协议
CCITTX.25、X.28、X.29、X.32、X.3、X.75协议等。
IBMSNA网络协议、T3POS、令牌环、帧中继、TCP/IP协议等。
入网方式通信速率：
1.拨号入网：在电话机上并接调制解调器(modem）拨号入网，用户需申请一个入网身份识别码.可分为X.28异步拨号入网或X.32同步拨号入网或X.32同步拨号入网，拨号入网的速率为1200-9600bps向下自适应。
2.专线入网：租用一对市话线路连接到局端分组交换设备，其通信速率为600bps～64kbps.可分X.28异步专线进网或X.25/SDLC同步专线进网，进网专线又可分为模拟专线和DDN数字专线。
模拟专线时，速率
1200-19200bps.DDN数字专线时，速率1.2-256Kbps
分组交换网是安全、可靠的数据通信网络平台。
分组交换网以先进的现代电信网为依托，网络为网状网和星状网相结合的两级网，网络具有路由迂回功能，可靠性和抗误码性能较佳；分组交换网具有先进的集中网管中心，可以为用户提供更满意服务；分组交换网主要采用进口设备，系统
处理能力强，全网功能统一，可以平衡地过度到宽带交换网，是进行数据
通信的理想选择。
近年来，中国的公用数据通信网建设速度很快。
电信部门建立CHINAPAC，CHINADDN，CHIANFRN等数字通信网络，形成了我国的公用数据通信网。
发展：
中国公用分组交换数据网(ChinaPAC)l993年9月开通，l996年底已经覆盖全国县以上城市和一部分发达地区的乡镇，与世界23个国家和地区的44个数据网互联。
(1)网络状况分组交换网是邮电部门建设和发展最早的基础数据通信
网络。
分组交换网以CITTX.25建议为基础，可以满足不同速率、不同型号终端与计算机、计算机与计算机间以及计算机局域网之间的通信。
分组交
换网是一种基础的数据通信网络，在其网络平台上可以构架各种增值业务，如：电子信箱、电子数据交换、传真存储转发等。
CHINAPAC由国家骨干网和各省(市、区)的省内网组成。
目前骨干网之
间覆盖所有省会城市，省内网覆盖到有业务要求的所有城市和发达乡镇。
通过和电话网的互连，CHINAPAC可以覆盖到电话网通达到的所有地区。
CHINAPAC设有一级交换中心和二级交换中心，一级交换中心之间采用不完
全网状结构，-级交换中心到所属二级交换中心之间采用星状结构；CHIANIPAC在北京和上海设有国际出入口，广州设有到港澳地区的出入口，以完成与国际数据的联网。
(2)网络特点及业务功能分组交换网的突出优点是可以在一条物理电
路上同时开放多条虚电路，为多个用户同时使用；网络具有动态路出功能
和复杂完备的误码纠错功能。
X.25协议是在物理链路传输质量很差的情况
下开发出来的，为了保证数据传输的可靠性，她在每一段链路上都要执行
差错检验和出错重传；这种复杂的差错校验机制虽然使它的传输效率受到
了限制，但确实为用户数据的安全传输提供了很好的保障。
CHINAPAC提供的业务如下:
l.基本业务功能
基本业务功能是指向任一数字终端设备(DTE)提供的基本业务功能。
它能满足用户对通信的基本要求。
有两类基本业务，交换型虚电路(SVC)；永久型虚电路(PVC)
2.任选业务功能
用户任选业务功能是为了满足用户的特殊需要，向用户提供的特殊业
务功能，如入呼叫封阻、出呼叫封阻、单向入逻辑信道、单向出逻辑信道等。
3.其他业务功能
CHINANET还提供其他费ITU-T建议的业务功能，如虚拟专用网(VPN)、TCP/IP、分组多址广播、呼叫改向等。
(3)用户入网方式
接入方式：
1.专线方式
适用于通信业务量大，使用频繁、要求高可靠性、无耗损的应用，但需作用专线，费用相对较高。
专线入网速率为9.6～64KBPS。
2.电话拨号适用于业务量不大、间歇时间较长、可以容忍呼叫失败的应用。
因其使用已有电话线路，无需另外投资，且数据可以与话音共享线路，因此大大节省投资，对零散用户是理想的接入手段。
可分为x.28异步拨号入网或X.32同步拨号入网，拨号入网的速率为l200-9600BPS
资费政策：
CHINAPAC现行两种收费方式，一是计时计量收费，二是包月制费。
计时计量收费。
应用领域和业务定位广和DDN、帧中继相比较，分组业务资费比较便宜，它是用户构架其内部广域网最经济的一种选择。
在需要同时建立多点连接的情况下，通过分组交换网的虚电路功能，可以替代昂贵的多点DDN专线。
但由于X.25协议自身的复杂性，分组业务使用于速率低于64K 的低速应用场合。
例如，目前随着金卡工程的不断推进，POS机的使用越来越普及，POS业务量小，但实时性要求高，非分组网互联是实现POS机和主机通信的一种非常好的方案。