第7章 分组交换网.ppt

第7章分组交换网
分组交换的基本概念和网络结构

路由选择
流量控制与拥塞控制
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思考题
分组交换的基本概念和网络结构
分组交换原理
分组交换的基本思想是把用户要传送的信息分成若干个小的数据块,即分组(Packet),这些分组长度较短,并具有统一的格式,每个分组有一个分组头,包含用于控制和选路的有关信息。这些分组以“存储-转发”的方式在网内传输,即每个交换节点首先对收到的分组进行暂时存储,检测分组传输中有无差错,分析该分组头中有关选路的信息,进行路由选择,并在选择的路由上进行排队,等到有空闲信道时转发给下一个交换节点或用户终端。
分组交换的设计初衷是为了进行数据通信,其设计思路截然不同于电路交换。分组交换的技术特点可以归纳如下:
(1) 动态统计时分复用。为了适应数据业务突发性强的特点,分组交换在线路上采用了动态统计时分复用的技术传送各个分组,每个分组都有控制信息,使多个终端可以同时按需进行共享资源,因此提高了传输线路(包括用户线和中继线)的利用率。
(2) 存储转发。在数据通信中,通信双方往往是异种终端。为了适应这种特点,分组交换中采用了存储转发方式,因此不必像电路交换那样,通信双方的终端必须具有同样的速率和控制规程,从而可以实现不同类型的数据终端设备(不同的传输速率、不同的代码、不同的通信控制规程等)之间的通信。
(3) 差错控制和流量控制。数据业务的可靠性要求较高,因此分组交换在网络内中继线和用户线上传输时采用了逐段独立的差错控制和流量控制,使得网内全程的误码率可达10-11以下,提高了传送质量,可以满足数据业务的可靠性要求。

正如绪论中所介绍的,在数字传输中,为了提高数字通信线路的利用率,可以采用时分复用方法。而时分复用有同步时分复用和统计时分复用两种。分组交换中采用了统计时分复用的概念,它在给用户分配资源时,不像同步时分那样固定分配,而是采用动态分配,即按需分配,只有在用户有数据传送时才给它分配资源,因此线路的利用率较高。
分组交换中,执行统计复用功能的是通过具有存储能力和处理能力的专用计算机--信息接口处理机(IMP)来实现的, IMP要完成对数据流进行缓冲存储和对信息流的控制功能,来解决各用户争用线路资源时产生的冲突。当用户有数据传送时,IMP给用户分配线路资源,一旦停发数据,则线路资源另做它用。。
统计时分复用
我们来看看具体的工作过程。来自终端的各分组按到达的顺序在复用器内进行排队,形成队列。复用器按照FIFO的原则,从队列中逐个取出,并向线路上发送。当存储器空时,线路资源也暂时空闲,当队列中又有了新的分组时,进行发送。,起初A用户有a分组要传送,B用户有1、2分组要传送,C用户有x分组要传送,它们按到达顺序进行排队:a、x、1、2,因此在线路上的传送顺序为:a、x、1、2,然后终端均暂时无数据传送,则线路空闲。后来,终端C有y分组要送,终端A有b分组要送,则线路上又顺序传送y分组和b分组。这样,在高速传输线上,形成了各用户分组的交织传输。这些用户数据的区分不是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的“标记”来区分的。
统计时分复用的优点是可以获得较高的信道利用率。由于每个终端的数据使用一个自己独有的"标记",可以把传送的信道按照需要动态地分配给每个终端用户,从而提高了传送信道的利用率。这样每个用户的传输速率可以大于平均速率,最高时可以达到线路的总的传输能力。 kb/s,3个用户信息在该线路上进行统计时分复用, kb/s, kb/s。
统计时分复用的缺点是会产生附加的随机时延和丢失数据的可能。这是由于用户传送数据的时间是随机的,若多个用户同时发送数据,则需要进行竞争排队,引起排队时延;若排队的数据很多,引起缓冲器溢出,则会有部分数据被丢失。

在上述统计时分复用中,对各个用户的数据信息使用标记来区分。这样,在一条共享的物理线路上,实质上形成了逻辑上的多条信道。,在高速的传输线上形成了分别为三个用户传输信息的逻辑上的子信道。我们把这种形式的子信道称为逻辑信道,用逻辑信道号(LCN: Logical Channel Number)来标识。逻辑信道号由逻辑信道群号及群内逻辑信道号组成,。。
逻辑信道的形成过程