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第四章 數(shù)據(jù)交換技術(shù)

本章重點(diǎn)是線路交換及報(bào)文交換的基本原理。幀中繼和ATM在本章介紹了一些基礎(chǔ)內(nèi)容，在后面有關(guān)章節(jié)中再進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

網(wǎng)絡(luò)連接的中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)稱為交換節(jié)點(diǎn)；現(xiàn)代交換系統(tǒng)的核心是數(shù)字開關(guān)；線路交換設(shè)備的重要特征是其有無阻塞。

1、線路交換（領(lǐng)會(huì)）

線路交換（P90第二段）；節(jié)點(diǎn)（提供通信功能的交換設(shè)備）；通信網(wǎng)絡(luò)（節(jié)點(diǎn)的集合）。

通信過程：建立連接（根據(jù)路由信息判斷）；數(shù)據(jù)傳送（數(shù)字方式為主要方式，一般為全雙工）。c、斷開連接。

線路交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：a、用戶分機(jī)。b、本地回路（用戶回路）：用戶和網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路。c、交換機(jī)：網(wǎng)絡(luò)的交換中心。d、主干線：使用FDM或TDM.

線路建立連接略有延遲，一旦建立起來，信息傳輸延遲時(shí)間短，另有透明性的優(yōu)點(diǎn)，一旦連接不需更多的網(wǎng)絡(luò)管理。效率有時(shí)會(huì)十分低下，要求終端有恒定的傳輸速率，適合于語音交流。我記得有個(gè)教授講過，應(yīng)該提高光纖的制造工藝，使其帶寬比目前大幅度增加，這樣在光纖上采用線路交換，一定能使目前的網(wǎng)絡(luò)效率大幅度提高。

空分交換技術(shù)。有物理觸點(diǎn)控制通斷，可在各輸入線和輸出線之間構(gòu)成任意物理通路。局限性：站點(diǎn)多時(shí)觸點(diǎn)太多；觸點(diǎn)損壞則站點(diǎn)失去聯(lián)系；觸點(diǎn)利用率低；為了克服局限需使用多級(jí)交換。

時(shí)分交換技術(shù)。現(xiàn)代的線路交換都使用時(shí)分交換，是時(shí)分復(fù)用（TDM）在交換上的應(yīng)用。總線上的數(shù)據(jù)傳輸速率決定了可同時(shí)進(jìn)行通信的線路數(shù)量，它的速率必須相當(dāng)高。

2、報(bào)文分組交換（領(lǐng)會(huì)）

優(yōu)點(diǎn)：線路利用率高；能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率轉(zhuǎn)換；通信量超載時(shí)不會(huì)阻塞，只是增加延遲；能使用優(yōu)先級(jí)別。

數(shù)據(jù)報(bào)：把每個(gè)報(bào)文分組是都獨(dú)立處理，由接收站點(diǎn)最后整理。虛擬線路：結(jié)合了線路交換和數(shù)據(jù)報(bào)的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)送前需確定路由，發(fā)送好后就按虛線路交換，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)仍需緩沖和排隊(duì)等候。數(shù)據(jù)報(bào)與虛擬線路的比較：在虛擬線路上可提供報(bào)文排序和誤差控制等服務(wù)；數(shù)據(jù)量大時(shí)在虛擬線路上傳遞迅速、數(shù)據(jù)量小時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)避免了呼叫建立過程傳送將更快；當(dāng)發(fā)生阻塞或某節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)更靈活；數(shù)據(jù)報(bào)或虛擬線路外部差異很微小。

線路交換和報(bào)文分組交換的比較。

線路交換發(fā)送前有延遲，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延遲最小，但線路利用率低。報(bào)文分組每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲是可變的，隨負(fù)載增加而增加，數(shù)據(jù)報(bào)還有可能使報(bào)文順序不同產(chǎn)生額外開銷。我理解就是數(shù)據(jù)量很小時(shí)就用數(shù)據(jù)報(bào)或線路交換，當(dāng)數(shù)據(jù)量較大網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較多時(shí)還是用虛擬線路較折中。再打個(gè)比喻，線路交換就象是為了賽車將公路封路，公路為賽車獨(dú)享，這樣效率肯定高，但不能老這樣，要不公路太浪費(fèi)了；報(bào)文分組就象是公交車，一但確定路線就不變了，但到了路口要看紅綠燈，如果哪斷路不能走了臨時(shí)改線挺麻煩的；數(shù)據(jù)報(bào)就象是車隊(duì)搞臨時(shí)運(yùn)輸，到一個(gè)路口就要判斷下一步怎么走，是走近的不好走的路還是遠(yuǎn)的好走的路呢？一個(gè)車隊(duì)也許要分幾批走不同的路，這樣到了目的地要清查是否到齊了。

報(bào)文分組交換網(wǎng)的阻塞控制：將報(bào)文分組丟棄；采用某種流量控制手段將報(bào)文分組從其相鄰節(jié)點(diǎn)通過。教材上提供了4種方案：讓信源減慢傳輸；改變路由信息；測(cè)試延遲；增加阻塞信息。這些都會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。

X.25協(xié)議：分三個(gè)功能層次物理層（X.21）、鏈路層（LAPB）、報(bào)文分組層對(duì)應(yīng)ISO的低三層。兩種虛擬線路的方式：虛調(diào)用或永久虛電路。最重要的服務(wù)是多路復(fù)用。我國(guó)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)遵守X.121編號(hào)制度的建議，根據(jù)該建議，DTE與DCE之間的鏈路最多有（2^12）-1=4095條虛擬線路（每個(gè)報(bào)文分組都包括12位的虛擬線路號(hào)碼，4位邏輯組號(hào)加8位邏輯通道號(hào)）。流量控制和錯(cuò)誤控制與HDLC相同。A報(bào)文分組（等于可允許的最大長(zhǎng)度），B報(bào)文分組（A以外的）。

3、幀中繼（Frame Relay）（識(shí)記）

利用數(shù)字系統(tǒng)的低誤碼率和高傳輸速率的特點(diǎn)，在X.25基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了差錯(cuò)控制、流量控制和路由選擇而得來。保存了X.25HDLC幀格式，但采用LAPD規(guī)程，這樣多路復(fù)用和邏輯連接發(fā)生在第二層而不是第三層。快速分組交換：當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)還在接收一個(gè)幀是就轉(zhuǎn)發(fā)此幀的方法。

可用于專網(wǎng)接口，也可用于公網(wǎng)接口。應(yīng)用：塊交互數(shù)據(jù)、文件傳送、多個(gè)低速率復(fù)用、字符交互、局域網(wǎng)。

幀中繼的體系結(jié)構(gòu)。U功能、C功能、U面（Q.922）