數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)5課件

1.5交換1.5.1多點網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分析BABCACEABDBCABCABCADBCA全互連結(jié)構(gòu)的線路數(shù)為nx(n-1)/2，實際中，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點較多時，全互連結(jié)構(gòu)因系統(tǒng)復(fù)雜、成本等因素，很少采用。多點互連除全互連結(jié)構(gòu)外，還存在多種結(jié)構(gòu)形式。

全互連nx(n-1)/2 4950 499500星型 n 100 1000

例如：采用星型結(jié)構(gòu)，通過中轉(zhuǎn)節(jié)點連接多個節(jié)點，有其合理性與實用意義，電話交換機(jī)就是該思想的典型應(yīng)用。

線路交換分組交換幀交換多速率線路交換快速線路交換信元交換快速分組交換幀中繼數(shù)據(jù)基本交換方式：線路交換、存貯轉(zhuǎn)發(fā)。主要交換技術(shù)1.5.2線路交換（電路交換）交換設(shè)備執(zhí)行線路級的交換，無緩存能力；電話系統(tǒng),含三階段：建立線路、占用線路并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、釋放線路。建立線路：

發(fā)起方站點向接收方站點發(fā)送請求，該請求將通過中間結(jié)點傳輸至終點；如果中間結(jié)點有空閑的輸出端口（物理線路），接受請求，分配線路，將請求傳給下一中間結(jié)點直至終點。線路一旦被分配，在未釋放前，將不能被其它站點所使用，即使線路上并沒有數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸：

物理線路建立后，站點之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

釋放線路：

站點之間的數(shù)據(jù)傳輸完畢，執(zhí)行釋放線路的動作?？梢杂扇我徽军c發(fā)起，釋放線路請求通過途徑的中間結(jié)點送往對方，釋放線路資源。線路被釋放之后，進(jìn)入空閑狀態(tài)，可由其它站點通信所用。線路交換實現(xiàn)舉例空分結(jié)構(gòu)M2個交叉開關(guān)，當(dāng)節(jié)點數(shù)大時，交換系統(tǒng)復(fù)雜。

分級結(jié)構(gòu)（示意）m=16l=3m=16開關(guān)數(shù)2ml+l(m/k)2K=4當(dāng)m=800k=40l=20交叉開關(guān)40000

而全交叉空分640000457013263465017245701326時隙映射表分時交換結(jié)構(gòu)1.5.3報文交換（存貯轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制）不建立端到端的物理接續(xù)通路，數(shù)據(jù)通過相鄰的節(jié)點逐段轉(zhuǎn)發(fā)，直到目的地。

轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點由具有存儲能力的系統(tǒng)（計算機(jī)）承擔(dān)，用戶信息可以暫時保存在中間結(jié)點上。呈現(xiàn)“接收-存儲－等待空閑-轉(zhuǎn)發(fā)”特征，對系統(tǒng)資源利用有利。其本質(zhì)是：資源控制權(quán)由系統(tǒng)掌握，避免了用戶低效問題。 線路交換—電話 報文交換—信

特點

（1）有利系統(tǒng)資源利用

忙停，閑發(fā)動態(tài)選擇路徑無用戶獨占，避免用戶低效（2）提高系統(tǒng)可靠性，當(dāng)部分（線路）節(jié)點失效，還可通過其他路徑通信。（3）對兩端的接口不要求一致。（4）對多點傳輸也適合。（5）實時性差，交互能力相對弱。

互聯(lián)網(wǎng)早期的研究目標(biāo)之一是：能在部分節(jié)點失效情況下維持信息傳輸。ABCABCABCABC1221233報文交換分組交換報文重傳分組重傳1.5.5數(shù)據(jù)報和虛電路數(shù)據(jù)報又稱為面向無連接的數(shù)據(jù)傳輸，通信雙方無需事先建立聯(lián)系（無連接）。數(shù)據(jù)報的前部增加地址信息的字段，網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點，根據(jù)地址信息和一定的路由規(guī)則，獨立地選擇輸出端口，暫存和排隊數(shù)據(jù)報，并在傳輸媒體空閑時，發(fā)往相鄰結(jié)點，直至最終站點。每個數(shù)據(jù)報均被獨立地傳輸和路由，因此在網(wǎng)絡(luò)中可能會走不同的路徑，具有不同的時間延遲。按序發(fā)送的多個數(shù)據(jù)報可能以不同的順序達(dá)到終點。站點必須具有存儲和重新排序的能力。虛電路又被稱為面向連接的數(shù)據(jù)傳輸，類似于線路交換，但電路是虛擬的。

物理媒體被復(fù)用為多個子信道（稱為邏輯信道LC），子信道的串接形成虛電路（VC），利用不同的虛電路來支持不同的用戶數(shù)據(jù)的傳輸。LC1（1）LC1（2）LC1（3）LC2（1）LC2（2）LC2（3）LC3（1）LC3（2）LC3（3）A1A2A3B1B2B3VC(A1,B1)=LC1(3)+LC2(1)+LC3(1)數(shù)據(jù)報任一中間結(jié)點或者線路的故障不會影響數(shù)據(jù)報的傳輸（可以選擇不同的路徑）.虛電路用戶的連續(xù)數(shù)據(jù)塊沿著相同的路徑，按序到達(dá)目的地；接受站點處理方便。1.5.6現(xiàn)代交換的發(fā)展方向

吸取兩種基本交換的思想，發(fā)揮其優(yōu)勢。一些措施：1）大大減小分組長度2）簡化、取消低層的差錯控制、流量控制、路由選擇等操作。3）充分利用VLSI、并行處理、分布控制等技術(shù)，以硬件實現(xiàn)交換、協(xié)議控制。典型的代表：幀中繼ATM—異步傳輸模式

ATM信元—53個字節(jié)（5字節(jié)信元頭，48字節(jié)凈荷）87654