重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院-換網(wǎng)絡(luò)

第六章數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)6.1分組交換原理2/6/20231數(shù)據(jù)交換方式

數(shù)據(jù)網(wǎng)是由相互連接的節(jié)點(diǎn)和傳輸鏈路構(gòu)成的。數(shù)據(jù)從始發(fā)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)。在從始發(fā)節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路由上，各節(jié)點(diǎn)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。數(shù)據(jù)交換的方式，可以分為電路交換、報(bào)文交換、分組交換。數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：數(shù)據(jù)終端計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)2/6/20232數(shù)據(jù)交換方式1、電路交換 電路交換方式的通信是指發(fā)送方需經(jīng)過呼叫后建立一條連接收發(fā)雙方的專用的物理鏈路，在物理鏈路建立之后再開始傳送數(shù)據(jù)。整個(gè)通信過程可以劃分成電路建立、數(shù)據(jù)傳送和電路拆線三個(gè)階段。 電路交換方式的通信在建立鏈路前的呼叫過程將產(chǎn)生一定的延遲，但在鏈路建立后，通信過程的時(shí)延除了數(shù)據(jù)傳播時(shí)延外幾乎都可忽略不計(jì)。 電路交換方式的通信過程中網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶是透明的，具體表現(xiàn)在：網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)固定的通信速率、通信過程無需額外開銷。但對(duì)于短電文、低密度的數(shù)據(jù)通信，采用電路交換時(shí)線路利用率較低。2/6/20233數(shù)據(jù)交換方式2、報(bào)文交換 在報(bào)文交換方式的數(shù)據(jù)交換中，交換數(shù)據(jù)的基本單位是報(bào)文。報(bào)文的例子有計(jì)算機(jī)文件、電報(bào)、電子郵件等。

報(bào)文交換的過程中不需要在數(shù)據(jù)源和目的地之間建立專用鏈路。報(bào)文交換是對(duì)報(bào)文進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的過程。在報(bào)文上附加目的地地址，交換過程中經(jīng)過的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都接收下整個(gè)報(bào)文，經(jīng)短暫存儲(chǔ)，然后再傳送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的地。 報(bào)文交換節(jié)點(diǎn)通常是一個(gè)專用計(jì)算機(jī)，帶有足夠的外存，從而能夠?qū)Φ竭_(dá)的報(bào)文進(jìn)行存儲(chǔ)。 報(bào)文從源傳送至目的地需要經(jīng)歷比較長(zhǎng)的時(shí)間延遲，這一時(shí)延主要包括每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文的時(shí)間，以及報(bào)文在交換節(jié)點(diǎn)排隊(duì)等待并重新傳送至下一節(jié)點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間。2/6/20234數(shù)據(jù)交換方式報(bào)文交換方式的特點(diǎn)： 鏈路利用率較高，傳輸鏈路為許多報(bào)文所共享。 報(bào)文交換過程中不會(huì)出現(xiàn)呼叫阻塞的情況，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增加時(shí)僅僅是傳送時(shí)間延遲的增加。 有利于不同速率的數(shù)據(jù)站之間進(jìn)行通信。由于是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)過程，因此每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸速率和碼型進(jìn)行變換。 可設(shè)置報(bào)文優(yōu)先級(jí)，根據(jù)報(bào)文重要性決定轉(zhuǎn)發(fā)順序。 報(bào)文傳送時(shí)延大，速率有變化，適用于低速、實(shí)時(shí)性要求不高的通信場(chǎng)合。不適用于電話通信，也不適用于在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中的較高速率的數(shù)據(jù)通信。2/6/20235數(shù)據(jù)交換方式3、分組交換 把電路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來的一種交換方式。 用戶數(shù)據(jù)以分組的形式從源傳送至目的地。

分組：長(zhǎng)度和格式固定的數(shù)據(jù)；

報(bào)文：任意長(zhǎng)度。

分組交換：將報(bào)文劃分成為一個(gè)或多個(gè)附加有地址信息和差錯(cuò)校驗(yàn)信息、固定長(zhǎng)度/格式的分組進(jìn)行傳輸。中間節(jié)點(diǎn)對(duì)分組進(jìn)行存儲(chǔ)并根據(jù)分組目的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。接收節(jié)點(diǎn)對(duì)分組進(jìn)行處理和組合，恢復(fù)成原來的報(bào)文，再送到目的地。2/6/20236數(shù)據(jù)交換方式分組的一般格式：分組頭分組凈負(fù)荷 分組長(zhǎng)度的選擇要綜合考慮傳輸效率和差錯(cuò)控制。 分組長(zhǎng)度過短：分組頭(附加的地址字段和控制字段)所占的比例過大，系統(tǒng)運(yùn)行效率降低； 分組長(zhǎng)度過長(zhǎng)：一旦傳輸出錯(cuò)，重發(fā)開銷較大，系統(tǒng)吞吐量降低。

分組長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)差錯(cuò)控制的方法和所用的控制比特的數(shù)量合理選擇。2/6/20237數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路 數(shù)據(jù)網(wǎng)處理分組流的兩種方法：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路

數(shù)據(jù)報(bào)：交換節(jié)點(diǎn)獨(dú)立地處理每個(gè)分組。節(jié)點(diǎn)根據(jù)與其相連的各鏈路的業(yè)務(wù)量狀況，選擇一條鏈路把分組發(fā)送出去。同一報(bào)文劃分成的分組雖有相同的目的地地址，但并不一定沿同一路由送達(dá)目的地。每個(gè)單獨(dú)處理的分組稱為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)。2/6/20238數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路

虛電路：數(shù)據(jù)通信過程同樣需要電路建立、數(shù)據(jù)傳送、電路拆除三個(gè)階段，但和電路交換不同之處在于呼叫后在兩個(gè)數(shù)據(jù)站之間建立起來的是一條虛擬電路。分組在虛電路上傳輸時(shí)，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上同樣要經(jīng)歷存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的過程。2/6/20239數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路

數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的比較2/6/202310數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路 虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)可以分別應(yīng)用于通信子網(wǎng)的內(nèi)部和外部。

內(nèi)部：指網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部交換節(jié)點(diǎn)之間的連接；

外部：指用戶到網(wǎng)絡(luò)的接口。 可以有四種不同的組合方式：

外部虛電路，內(nèi)部虛電路。 外部虛電路，內(nèi)部數(shù)據(jù)報(bào)。 外部數(shù)據(jù)報(bào)，內(nèi)部虛電路。 外部數(shù)據(jù)報(bào)，外部虛電路。2/6/202311數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路 外部虛電路的網(wǎng)絡(luò)模型2/6/202312交換方式的比較

網(wǎng)絡(luò)時(shí)延是交換技術(shù)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。

傳播時(shí)間：信號(hào)經(jīng)過鏈路傳輸所用的時(shí)間，傳播時(shí)間反比于信號(hào)在媒質(zhì)中的傳播速度。電信號(hào)在電纜中的傳播速度通常取2×105km/s；

發(fā)送時(shí)間：交換節(jié)點(diǎn)發(fā)送一組數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，與數(shù)據(jù)分組的長(zhǎng)度和傳輸速率有關(guān)。

處理時(shí)間：分組在節(jié)點(diǎn)中等待和處理所需的時(shí)間。2/6/202313交換方式的比較交換方式特點(diǎn)的比較：電路交換報(bào)文交換分組交換連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸報(bào)文傳輸分組傳輸實(shí)時(shí)通信非實(shí)時(shí)通信接近實(shí)時(shí)通信不存儲(chǔ)信息存儲(chǔ)報(bào)文以備重發(fā)分組存儲(chǔ)到傳送完畢有呼叫建立延遲

可忽略傳輸延遲有報(bào)文傳輸延遲

傳輸延遲較大有分組傳輸延遲

傳輸延遲較小無碼速和碼型轉(zhuǎn)換可進(jìn)行碼速和碼型轉(zhuǎn)換可進(jìn)行碼速和碼型轉(zhuǎn)換過載時(shí)阻塞呼叫過載時(shí)增加報(bào)文延遲過載時(shí)增加分組延遲2/6/202314通信網(wǎng)基礎(chǔ)6.2統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用技術(shù)2/6/202315統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用復(fù)用的目的：提高信道的利用率常用復(fù)用方法：

頻分復(fù)用技術(shù) 時(shí)分復(fù)用技術(shù)

同步時(shí)分復(fù)用：每一幀中的時(shí)隙固定地分配給某一終端；

統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用：把時(shí)隙動(dòng)態(tài)地分配給各個(gè)終端，當(dāng)終端有數(shù)據(jù)要送時(shí)，才分配時(shí)隙。 在統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用中，雖然輸入總量的平均值要比復(fù)用鏈路的容量小，但是仍可能存在著輸入量超過復(fù)用鏈路容量的情況，因此必須設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖器。2/6/202316統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)A1B1C1D1C2D2A2B2第一個(gè)周期第二個(gè)周期同步TDM浪費(fèi)時(shí)隙A1B1C2B2第一個(gè)周期第二個(gè)周期可用時(shí)隙統(tǒng)計(jì)TDMABCD1234D2地址2/6/202317通信網(wǎng)基礎(chǔ)6.3物理層協(xié)議2/6/202318物理層協(xié)議數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成DTE(DataTerminalEquipment)

數(shù)據(jù)終端設(shè)備，通常是指數(shù)據(jù)終端或計(jì)算機(jī)；DCE(DataCircuit-terminatingEquipment)

數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備，通常是指調(diào)制解調(diào)器等直接和通信媒介相連的通信控制設(shè)備。 兩個(gè)DCE之間通過通信子網(wǎng)互連。在DTE與DCE之間的接口中有關(guān)比特傳送的規(guī)定就是物理層協(xié)議。協(xié)議規(guī)定了四個(gè)方面的重要特性：機(jī)械、電氣、功能和過程。2/6/202319物理層協(xié)議

機(jī)械特性：規(guī)定了DTE/DCE之間的接插件的類型。DTE和DCE之間的連接是利用電纜和接插件來實(shí)現(xiàn)的，接插件的尺寸、引腳的分配等都屬于機(jī)械特性。

電氣特性：規(guī)定了DTE/DCE之間接口電路上信號(hào)收發(fā)器的電氣特性，包括信號(hào)的發(fā)送電平、傳輸碼型、傳輸速率等。

功能特性：規(guī)定了DTE/DCE接口間的電路功能，包括數(shù)據(jù)傳送、控制、定時(shí)和接地等功能。這些功能是通過在某一根連接線上傳送確定的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的。

過程特性：規(guī)定了DTE/DCE接口電路的通信過程，過程特性是指信號(hào)時(shí)間次序的應(yīng)答關(guān)系和操作過程規(guī)則。 物理層協(xié)議的主要標(biāo)準(zhǔn)：RS-232-C、RS-449、V.24。RS232C、RS-449是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)制定的，而V.24是由ITU-T制定的。2/6/202320通信網(wǎng)基礎(chǔ)6.4數(shù)據(jù)鏈路控制2/6/202321數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的功能

數(shù)據(jù)鏈路是物理鏈路和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的硬件和軟件的集合體。它存在于相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間，從一個(gè)DTE到另一個(gè)DTE之間的連接可以存在多段數(shù)據(jù)鏈路。 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是數(shù)據(jù)單元沿網(wǎng)絡(luò)中的一條數(shù)據(jù)鏈路按順序傳輸所必須遵循的規(guī)則。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的任務(wù)和目的如下：

鏈路管理。數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和終止，兩個(gè)站之間幀傳輸?shù)膮f(xié)調(diào)等。

幀同步。數(shù)據(jù)鏈路上傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)單元是幀，在傳輸過程中必須保持收發(fā)雙方的幀同步，以確保幀中各個(gè)字段的正確識(shí)別。2/6/202322數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的功能

信息流量控制。接收站需要對(duì)收到的幀加以緩存和處理，因此幀流的傳送速率必須控制在接收站允許的范圍內(nèi)。

差錯(cuò)控制。對(duì)收到的幀進(jìn)行校驗(yàn)，如果不符合要求，則要求發(fā)送站重發(fā)。

定址。在多點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈絡(luò)中，幀必須能到達(dá)正確的接收站。

同一數(shù)據(jù)鏈路上控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的區(qū)別。接收站應(yīng)當(dāng)能夠區(qū)別傳輸比特流中的控制信息和數(shù)據(jù)信息，盡管它們都是由數(shù)字脈沖信號(hào)所組成。2/6/202323滑動(dòng)窗口協(xié)議

滑動(dòng)窗口協(xié)議：經(jīng)典的數(shù)據(jù)鏈路層流量控制協(xié)議。

W：窗口寬度，表示允許發(fā)送方一次發(fā)送的最大幀數(shù)；

N(S)：發(fā)送序號(hào)，表示幀發(fā)送的順序編號(hào)；

N(R)：接收序號(hào)，表示接收方期待接收的下一幀的編號(hào)以及對(duì)發(fā)送N(R)前接收到的幀的確認(rèn)。 幀序號(hào)為n比特二進(jìn)制數(shù)時(shí)，窗口寬度的最大值為2n-1。窗口寬度常取的值為1、7、127。 窗口寬度取1，則變?yōu)橥５葏f(xié)議，不利于提高鏈路利用率；窗口寬度取為7，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用已足夠。對(duì)于衛(wèi)星鏈路，為了提高傳送效率，窗口寬度則需取127。具體過程如下圖所示：2/6/202324滑動(dòng)窗口協(xié)議滑動(dòng)窗口協(xié)議流程：2/6/202325差錯(cuò)控制協(xié)議差錯(cuò)控制的實(shí)現(xiàn)：

差錯(cuò)檢測(cè)：通過校驗(yàn)和/CRC等手段檢查接收幀的正確性；

自動(dòng)重發(fā)：接收方向發(fā)送方發(fā)出自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(ARQ)。自動(dòng)重發(fā)分類；

停止-等待ARQ

返回N連續(xù)ARQ

選擇重發(fā)ARQ2/6/202326差錯(cuò)控制協(xié)議 停止-等待ARQ

發(fā)送站每次只發(fā)送一幀，以后就處于等待對(duì)方應(yīng)答狀態(tài)。 等待結(jié)果：

收到ACK信號(hào)：這表明對(duì)方已經(jīng)收妥，該幀將從發(fā)送站的緩沖器中清除，繼續(xù)發(fā)送下一幀；

收到NAK信號(hào)：表明該幀已經(jīng)在傳輸過程中出錯(cuò)，發(fā)送站將重發(fā)該幀；

超時(shí)：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到對(duì)方答復(fù)(ACK/NAK)信號(hào)時(shí)，則重發(fā)該幀，避免線路死鎖。 停-等方式適合于半雙工傳輸，但這種方式吞吐量較低，尤其是當(dāng)鏈路傳播時(shí)延大于分組傳輸時(shí)間時(shí)。2/6/202327差錯(cuò)控制協(xié)議 返回N連續(xù)ARQ

發(fā)送站在窗口控制的允許范圍內(nèi)連續(xù)發(fā)出一系列幀，如果收到針對(duì)某一幀的一個(gè)NAK信號(hào)，錯(cuò)誤幀及后續(xù)所有已發(fā)的幀均需重發(fā)。過程如下圖所示：2/6/202328差錯(cuò)控制協(xié)議 選擇重發(fā)ARQ

發(fā)送站僅重發(fā)出現(xiàn)錯(cuò)誤的幀，而不涉及后續(xù)的其它幀。具體過程如圖所示：2/6/202329高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 鏈路控制協(xié)議分為面向字符和面向比特兩種。面向字符的協(xié)議已較少使用，面向比特的鏈路控制協(xié)議較為常用，大致分為：

高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議(HDLC)。由ISO制定；

高級(jí)數(shù)據(jù)通信控制協(xié)議(ADCCP)。由ANSI制定，為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

平衡數(shù)據(jù)鏈路存取協(xié)議(LAPB)。由CCITT制定，作為X.25建議中數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議。

同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議(SDLC)。由IBM公司制定的鏈路控制協(xié)議。

HDLC和ADCCP基本上是一致的，LAPB是HDLC的一個(gè)子集。SDLC也是HDLC的一個(gè)子集。2/6/202330高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

1、HDLC協(xié)議概況

HDLC協(xié)議的特點(diǎn)：

傳輸?shù)耐该餍裕簩?duì)于任何比特組合的數(shù)據(jù)均能傳輸。

適應(yīng)性：能適應(yīng)各種不同類型的工作站和鏈路。

高效率：額外的開銷比特少，允許高效的差錯(cuò)控制和信息流控制。

高可靠性：能對(duì)傳輸中產(chǎn)生的錯(cuò)碼進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)和校正。2/6/202331高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

HDLC協(xié)議中通信站的類型：

主站(Primarystation)?？刂普麄€(gè)數(shù)據(jù)鏈路的工作，主站能發(fā)出命令來確定和改變鏈路的狀態(tài)。

次站(Secondarystation)。在主站的控制下工作，只能做出響應(yīng)，主站與數(shù)據(jù)鏈路上每一次站保持一條獨(dú)立的邏輯鏈路。

復(fù)合站(CombinedStation)。兼有主站和次站的功能。2/6/202332高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

HDLC協(xié)議中鏈路的結(jié)構(gòu)：

不平衡結(jié)構(gòu)。適用于點(diǎn)到點(diǎn)或多點(diǎn)操作，這一結(jié)構(gòu)由一個(gè)主站和一個(gè)或多個(gè)次站組成。

平衡結(jié)構(gòu)。適用于點(diǎn)到點(diǎn)操作，這一結(jié)構(gòu)由兩個(gè)復(fù)合站組成。2/6/202333高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

HDLC協(xié)議中三種數(shù)據(jù)傳送模式：

正常響應(yīng)模式(NormalResponseMode)。主站可以發(fā)起對(duì)次站的數(shù)據(jù)傳送，而次站只有在主站詢問時(shí)才能傳送數(shù)據(jù)，它適用于不平衡鏈路結(jié)構(gòu)。

異步響應(yīng)模式(AsynchronousResponseMode)。同樣適用于不平衡結(jié)構(gòu)，次站可以主動(dòng)地傳送數(shù)據(jù)。主站還保留鏈路的初始化、差錯(cuò)校正和邏輯拆線功能。

異步平衡模式(AsynchronousBalancedMode)。這是適用于平衡結(jié)構(gòu)的模式，任一復(fù)合站均可以主動(dòng)傳送數(shù)據(jù)。2/6/202334高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議2、HDLC的幀結(jié)構(gòu) 采用HDLC協(xié)議時(shí)，數(shù)據(jù)鏈路上傳送的基本單元是幀，HDLC的幀由標(biāo)志字段、地址字段、控制字段、數(shù)據(jù)字段、幀校驗(yàn)字段和標(biāo)志字段所組成。2/6/202335高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

1)標(biāo)志字段：位于幀的開始和結(jié)束，碼型為01111110。接收設(shè)備不斷地搜尋標(biāo)志宇段，以實(shí)現(xiàn)幀同步，從而保證接收部分對(duì)后續(xù)字段的正確識(shí)別。 采用比特填充技術(shù)，把傳輸過程中連續(xù)的5個(gè)1后插入0；而在接收端，則去除5個(gè)1以后的0，恢復(fù)原來的數(shù)據(jù)序列。這樣可以排除在信息流中出現(xiàn)標(biāo)志字段的可能性，保證了對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的透明傳輸。例如： 原來的比特流：111110111111111100

比特填充以后：111110011111011111000

恢復(fù)的比特流：1111101111111111002/6/202336高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

2)地址字段：在不平衡模式中，地址字段表示次站的地址，在平衡模式中，地址字段表示應(yīng)答站的地址。在一般情況下，地址字段為8bit長(zhǎng)，但也可以對(duì)其擴(kuò)展。在擴(kuò)展時(shí)，8bit中的第一位如果是0，則表示后面的字節(jié)繼續(xù)為地址；如果是1，則表示這是地址的最后一個(gè)字節(jié)。

3)控制字段：HDLC規(guī)定了三種類型的幀，即信息(Information)幀、監(jiān)控(Supervisory)和無編號(hào)(Unnumbered)幀，分別簡(jiǎn)稱為I幀、S幀和U幀。它們的格式：2/6/202337高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

N(S)： 發(fā)送序號(hào)

N(R)： 接收序號(hào)

S： 監(jiān)控功能比特

M： 無編號(hào)功能比特

P/F： 查詢/結(jié)束比特。I:信息0N(S)P/FN(R)S:監(jiān)控10SP/FN(R)U:無編號(hào)11MP/FM123456782/6/202338高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

4)數(shù)據(jù)字段：在I幀和某些U幀中具有數(shù)據(jù)字段，該字段長(zhǎng)度不限，但必須為整數(shù)字節(jié)。

5)幀校驗(yàn)序列字段：字段長(zhǎng)度為16bit，對(duì)從地址字段的第一比特到數(shù)據(jù)字段的最后一比特的序列進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)。2/6/202339高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議3、HDLC幀的類型

HDLC的幀可以分為信息幀(I)、監(jiān)控幀(S)和無編號(hào)幀(U)

信息幀：主要用來傳送數(shù)據(jù)，采用滑動(dòng)窗口法對(duì)通信流量進(jìn)行控制，每幀包含發(fā)送序號(hào)N(S)和接收序號(hào)N(R)，N(R)表示期待的下一幀的序號(hào)，也表示對(duì)N(R)以前的幀的確認(rèn)。窗口寬度一般取7，對(duì)延遲較大的衛(wèi)星鏈路等，窗口寬度可擴(kuò)展為127。2/6/202340高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

監(jiān)控幀：用于信息流控制和差錯(cuò)控制。監(jiān)控幀有四種類型，由監(jiān)控幀中的第3、4比特來區(qū)分，如下表所示：幀的類型S字段幀的功能及N(R)的意義RR(ReceiveReady)：

接收準(zhǔn)備就緒00準(zhǔn)備接收，N(R)表示期待的下一幀的序號(hào)，并表示對(duì)N(R)前的幀的確認(rèn)RNR(ReceiveNotReady)：接收未準(zhǔn)備就緒10停止接收，N(R)表示對(duì)N(R)前的幀的確認(rèn)REJ(Reject)：拒絕接收01N(R)表示對(duì)N(R)前的幀的確認(rèn)，但序號(hào)為N(R)的幀出錯(cuò)，N(R)及其后的幀均需重發(fā)SREJ(SelectiveReject)：選擇拒絕11需重發(fā)序號(hào)為N(R)的幀2/6/202341高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

無編號(hào)幀：不帶序號(hào)，不會(huì)改變有序號(hào)幀的交互次序。無編號(hào)幀在HDLC中主要起控制作用，可以分為命令幀和響應(yīng)幀。模式設(shè)置命令及響應(yīng)名稱類型說明設(shè)置正常響應(yīng)模式(SNRM)命令設(shè)置模式設(shè)置異步響應(yīng)模式(SARM)命令設(shè)置模式設(shè)置異步平衡模式(SABM)命令設(shè)置模式設(shè)置初始化模式(SIM)命令初始化鏈路控制功能拆除鏈接(DISC)命令中止邏輯鏈路連接無編號(hào)肯定答復(fù)(UA)響應(yīng)確認(rèn)接受上述的某個(gè)模式設(shè)置拆鏈模式(DM)響應(yīng)次站邏輯拆鏈請(qǐng)求拆鏈(RD)響應(yīng)請(qǐng)求Disconnect請(qǐng)求初始化模式(RIM)響應(yīng)請(qǐng)求初始化2/6/202342高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 在HDLC的各類幀中，均帶有查詢/結(jié)束(P/F)比特。在NRM(正常響應(yīng)模式)中，主站發(fā)出的幀中P位置1表示對(duì)次站的查詢，次站如果有數(shù)據(jù)需要傳送，則響應(yīng)以I幀，若是最后的I幀，則將該幀P位置1，表示數(shù)據(jù)傳送已結(jié)束。次站如果沒有數(shù)據(jù)需要傳送，則響應(yīng)以S幀，并把F位置1，表示無數(shù)據(jù)送出。 在ARM(異步響應(yīng)模式)和ABM(異步平衡模式)中，詢問是不必要的，P位置1是迫使對(duì)方做出響應(yīng)。對(duì)方需立即做出應(yīng)答，并置F位為1，表示該幀是對(duì)剛才的P位置1的命令幀的響應(yīng)。P位和F位的置1總是一一對(duì)應(yīng)的，不應(yīng)出現(xiàn)P位或F位連續(xù)置1的情況。2/6/202343高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議4、HDLC的運(yùn)行

HDLC的運(yùn)行包括I/S/U幀的交換，整個(gè)運(yùn)行過程可以分為鏈路建立、數(shù)據(jù)傳送和鏈路拆除三個(gè)階段。

(1)鏈路建立階段 鏈路建立可以從任何一側(cè)發(fā)起，通過發(fā)送模式設(shè)置命令來進(jìn)行初始化，模式設(shè)置命令以有以下三個(gè)含義：

1)表示某方請(qǐng)求建立連接。

2)設(shè)定模式NRM，ABM，ARM中的一種。

3)規(guī)定發(fā)送序號(hào)和接收序號(hào)是采用3bit還是7bit。 若另一側(cè)接受請(qǐng)求，則送出無編號(hào)確認(rèn)(UA)；若拒絕，則返回包含DM響應(yīng)的無編號(hào)幀。2/6/202344高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

(2)數(shù)據(jù)傳送階段 初始化完成后，兩站間已建立了邏輯連接，即可以開始發(fā)送包含用戶數(shù)據(jù)的I幀，發(fā)送序號(hào)從0開始，HDLC按照次序發(fā)送I幀，當(dāng)序列號(hào)取3bit，采用模8方式，序列號(hào)取7bit，采用模128方式。

S幀用來進(jìn)行流量控制和差錯(cuò)控制，當(dāng)沒有反向數(shù)據(jù)傳送時(shí)，可以利用RR幀來攜帶確認(rèn)信號(hào)，也可以利用RNR來攜帶確認(rèn)信號(hào)此時(shí)要求對(duì)方暫停I幀的傳送，REJ幀用于返回NARQ方式，它指出編號(hào)為N(R)幀已經(jīng)被拒絕，重新發(fā)送N(R)以后所有的幀。2/6/202345高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

(3)鏈路拆除階段 通信雙方都可以提出拆除鏈路要求，原因可以是高層用戶的要求或鏈路本身有故障，HDLC的實(shí)體發(fā)出一個(gè)DISC幀，另一側(cè)則以UA為響應(yīng)，于是數(shù)據(jù)鏈路終止。2/6/202346高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

HDLC運(yùn)行過程舉例2/6/202347高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

HDLC運(yùn)行過程舉例2/6/202348高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議

5、HDLC在電信間網(wǎng)中的應(yīng)用

HDLC協(xié)議廣泛應(yīng)用于各種通信網(wǎng)中，有如下子集：

LAPB：平衡鏈路接入程序，是X.25網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。

LAPD：D通道鏈路接入程序，是ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口第二層協(xié)議。

LAPF：幀中繼數(shù)據(jù)鏈路層接入?yún)f(xié)議。

LAPV5：接入網(wǎng)V5接口數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。

PPP：點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議，應(yīng)用于IPOverSDH系統(tǒng)中，對(duì)IP分組進(jìn)行幀級(jí)處理，以后再放人SDH幀的信息凈荷部分。

LLC/MAC：局域網(wǎng)的邏輯鏈路控制/媒體訪問控制協(xié)議，是局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。2/6/202349通信網(wǎng)基礎(chǔ)6.5路由選擇、流量控制和擁塞控制2/6/202350路由選擇功能 路由選擇是依據(jù)某種算法，選擇合適的通路將傳輸?shù)男畔⑺瓦_(dá)目的地的過程。

分組網(wǎng)中的路由選擇是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要功能之一，它是由網(wǎng)絡(luò)層的軟件來完成的。分組網(wǎng)可以采用兩種工作方法：數(shù)據(jù)報(bào)和虛擬電路。當(dāng)使用數(shù)據(jù)報(bào)方法時(shí)，對(duì)每一個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)分組都要作一次路由選擇；當(dāng)使用虛電路方法時(shí)，只有當(dāng)虛電路建立時(shí)才進(jìn)行一次路由選擇，屬于該虛電路的分組將沿著已確定的路由傳送，直至該虛擬電路被拆除。2/6/202351路由選擇方法 路由選擇通常是根據(jù)所選路由是否具有最小權(quán)值來進(jìn)行判斷的。最小權(quán)值一般可以理解為完成通信過程的最小開銷，例如最短的長(zhǎng)度、最小的時(shí)延、最少的轉(zhuǎn)接次數(shù)或路由所連接的緩沖器具有最短的隊(duì)列。 路由選擇又可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)選擇采用固定策略，動(dòng)態(tài)選擇采用自適應(yīng)策略，即節(jié)點(diǎn)的路由表根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載和鏈路的狀態(tài)的變化而變化。動(dòng)態(tài)策略比靜態(tài)策略有更好的性能，但增加了網(wǎng)絡(luò)軟件的復(fù)雜度。路由選擇方法的種類大致為：

無路由表：泛射式、隨機(jī)式

有路由表：固定路由法、自適應(yīng)路由法(又可分為：孤立式、集中式、分布式)2/6/202352路由選擇方法

(1)泛射式路由選擇 分組從源點(diǎn)沿所有輸出鏈路發(fā)送，在中間節(jié)點(diǎn)再沿除到達(dá)鏈路外的所有輸出鏈路發(fā)送。每個(gè)分組的頭部都具有源和目的地的地址、虛電路號(hào)和序號(hào)。在到達(dá)目的地節(jié)點(diǎn)之后，所有重復(fù)的分組副本都將被丟棄。為防止網(wǎng)內(nèi)分組越發(fā)越多，在每一個(gè)分組的頭部增加一個(gè)標(biāo)識(shí)字段－中繼段數(shù)，開始時(shí)把此字段置為一個(gè)固定值，分組每經(jīng)過一個(gè)中繼段，該值減1，直至為0時(shí)該分組將不再重新發(fā)送。 具體過程如下：2/6/202353路由選擇方法

泛射式路由選擇2/6/202354路由選擇方法 泛射方式通信的優(yōu)點(diǎn)是它的高可靠性，使得這種方式在軍用網(wǎng)內(nèi)得到了應(yīng)用。此外，在分組網(wǎng)中虛電路建立時(shí)也可采用這種方式。它的缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)荷與網(wǎng)的連通性成正比，使得在采用這種方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)荷有較大的增加。2/6/202355路由選擇方法

(2)隨機(jī)式路由選擇 在這種方式中，分組從源節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)以一定的概率選擇某一鏈路。選擇第i條鏈路的概率Pi

可以表示為： 式中，Ci是第i條鏈路的容量；∑Cj是所有候選鏈路容量的總和。 隨機(jī)式路由選擇是根據(jù)鏈路的容量進(jìn)行的，這有利于通信量的平衡，但所選的路由一般并不具有最小權(quán)值，因此應(yīng)用不廣。2/6/202356路由選擇方法

(3)固定路由選擇 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)一個(gè)固定的路由表，分組的流向通過查詢路由表來決定。路由表中的路由是使發(fā)送方到接收方具有最小權(quán)值的路徑，例如最短距離、最小延遲等。路由表項(xiàng)標(biāo)明了到某一目的地節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)去的下一節(jié)點(diǎn)。 在網(wǎng)控中心有一中央路由表，表中列出了從某一源節(jié)點(diǎn)到某一目的地節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)去的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。固定路由選擇與網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的變化無關(guān)，它在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷比較穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的連接比較可靠的情況下可以工作得很好。2/6/202357路由選擇方法固定路由選擇：2/6/202358路由選擇方法

(4)獨(dú)立自適應(yīng)路由選擇 根據(jù)本節(jié)點(diǎn)各路由的信息來控制路由選擇。 一種方法是根據(jù)本節(jié)點(diǎn)中的隊(duì)列長(zhǎng)度來選擇路由，當(dāng)一個(gè)分組進(jìn)入該節(jié)點(diǎn)以后，該分組將被送至有最短隊(duì)列長(zhǎng)度的輸出鏈路。但是隊(duì)列長(zhǎng)度最短的路由在其他方面不一定是最佳的。 改進(jìn)的方法是除了考慮隊(duì)列長(zhǎng)度以外再綜合其他因素，如對(duì)于從該節(jié)點(diǎn)經(jīng)某一節(jié)點(diǎn)到達(dá)終節(jié)點(diǎn)的鏈路均設(shè)置一個(gè)偏向值，對(duì)每個(gè)路由計(jì)算“路由隊(duì)列長(zhǎng)度+偏向值”，取最小值的路由做為最終路由。2/6/202359路由選擇方法

(5)分布式自適應(yīng)路由選擇 網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的路由表根據(jù)相鄰節(jié)點(diǎn)的信息每隔一定的時(shí)間更新一次，更新的數(shù)據(jù)為相鄰節(jié)點(diǎn)送來的該節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)中所有其他節(jié)點(diǎn)的時(shí)延值，該值是通過測(cè)量得到的。 節(jié)點(diǎn)在選擇路由時(shí)，要列出從該節(jié)點(diǎn)的每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)包終節(jié)點(diǎn)的所有路徑，并根據(jù)每段路由的時(shí)延量，分別計(jì)算每條路徑的時(shí)延，最終選擇時(shí)延最小的下一節(jié)點(diǎn)。2/6/202360路由選擇方法考察一個(gè)6節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)及其路由表更新過程：假設(shè)要選擇從節(jié)點(diǎn)1到5的路由：和節(jié)點(diǎn)1相鄰的節(jié)點(diǎn)為2，3，4D12+D25=2+3=5msD13+D35=3+1=4msD14+D45=1+1=2ms所以節(jié)點(diǎn)1選擇的下一節(jié)點(diǎn)為42/6/202361流量控制和擁塞控制1、流量控制和擁塞控制的作用 衡量分組交換網(wǎng)性能的重要指標(biāo)有兩個(gè)，一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)的吞吐量(在時(shí)間t內(nèi)傳送到目的地的分組數(shù))，另一個(gè)是分布的平均時(shí)延。它們同網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷之間的關(guān)系如下圖所示：2/6/202362流量控制和擁塞控制2、流量控制的方法 流量的控制可以發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)的不同層次上，例如在采用OSI模型的電信網(wǎng)中，在數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層上都需要對(duì)流量進(jìn)行控制。 不同層次上的流量控制可以分為四類，即相鄰節(jié)點(diǎn)間的控制、源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間的控制、DTE與源節(jié)點(diǎn)之間的控制、DTE與DTE之間的控制。2/6/202363流量控制和擁塞控制常用的流量控制方法：

緩沖器預(yù)約：這是在源到目的地節(jié)點(diǎn)之間控制方法。每個(gè)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)“請(qǐng)求緩沖存儲(chǔ)”分組來為每個(gè)報(bào)文預(yù)定空間。當(dāng)目的地節(jié)點(diǎn)收到這一請(qǐng)求分組之后，如果節(jié)點(diǎn)內(nèi)存有足夠的存儲(chǔ)器，就返回一個(gè)“分配”分組。在目的地節(jié)點(diǎn)收到所有的分組并裝配以后，則返回一個(gè)“接收下一報(bào)文就緒”(RFNM)的確認(rèn)信號(hào)。如果節(jié)點(diǎn)除此之外仍有給其他報(bào)文的緩沖存儲(chǔ)空間的話，可以用RFW捎帶一個(gè)分組，如果源點(diǎn)無分組可送，則發(fā)出一個(gè)歸還分組，以釋放存儲(chǔ)空間。2/6/202364流量控制和擁塞控制

許可證法：網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)持有一定數(shù)量的許可證，分組必須占有許可證，才能從主機(jī)進(jìn)入網(wǎng)中。一旦占有許可證的一個(gè)分組進(jìn)入網(wǎng)內(nèi)，則同中的許可證數(shù)目減少1，當(dāng)一個(gè)分組離開網(wǎng)絡(luò)送交主機(jī)后，許可證的數(shù)目增加1。這樣，就對(duì)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的分組的數(shù)量予以控制，從而避免了全網(wǎng)范圍內(nèi)的擁塞。

窗口控制：此方法既可應(yīng)用于相鄰節(jié)點(diǎn)之間又可應(yīng)用于兩DTE之間。在控制過程中，設(shè)定一個(gè)發(fā)送的上限，隨著數(shù)據(jù)單元的發(fā)送，窗口逐漸縮小，在收到對(duì)端的接收確認(rèn)信號(hào)以后，窗口又逐漸擴(kuò)大，數(shù)據(jù)單元發(fā)送的數(shù)量受到控制，從而有效地控制了發(fā)送分組的數(shù)量，避免了局部擁塞。2/6/202365流量控制和擁塞控制3、擁塞控制的方法

1)從擁塞節(jié)點(diǎn)向所有的源節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制分組，要求停止或者減慢從源節(jié)點(diǎn)的傳輸分組的速率，從而限制了分組在網(wǎng)絡(luò)中的總數(shù)，這個(gè)方法在網(wǎng)絡(luò)的擁塞期間仍需要增加額外的流量。

2)利用路由選擇信息向其他節(jié)點(diǎn)提供鏈路延遲信息，據(jù)此來進(jìn)行路由的選擇。這一信息可以用來調(diào)整新的分組產(chǎn)生的速率，從而達(dá)到對(duì)擁塞控制的目的。2/6/202366流量控制和擁塞控制

3)利用端－端的探索分組，這些分組被貼上時(shí)間標(biāo)簽，用來測(cè)量?jī)蓚€(gè)特定節(jié)點(diǎn)之間的延遲，并利用此信息來控制擁塞。這種方法的缺點(diǎn)是增加網(wǎng)絡(luò)的額外開銷。

4)分組交換節(jié)點(diǎn)在分組中附加擁塞信息來調(diào)整輸入分組的數(shù)量。有兩種情況： 節(jié)點(diǎn)把擁塞信息加于和擁塞相反的方向上，這一信息迅速地到達(dá)源節(jié)點(diǎn)，從而減少進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的分組流； 是節(jié)點(diǎn)把擁塞信息加于和擁塞相同的方向上，信息到達(dá)目的地節(jié)點(diǎn)，再由目的地節(jié)點(diǎn)向信息要求源節(jié)點(diǎn)調(diào)整負(fù)載。2/6/202367通信網(wǎng)基礎(chǔ)6.6X.25分組交換網(wǎng)2/6/202368X.25建議1、X.25建議概況

X.25是數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(DCE)之間建立通信聯(lián)系的接口。要求通過數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行通信的DTE與網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備DCE之間建立X.25接口，網(wǎng)絡(luò)則處理兩個(gè)DCE之間的數(shù)據(jù)傳送。

X.25建議為利用分組交換的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)在DTE和DCE之間交換數(shù)據(jù)信息和控制信息規(guī)定了一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2/6/202369X.25建議

X.25建議分為三級(jí)：物理級(jí)、鏈路級(jí)和分組級(jí)，它們相當(dāng)于OSI模型的低三層。

X.25的物理級(jí)選擇ITU-T的X.21或X21Bis中的物理級(jí)，來保證在DTE和DCE之間建立有效的物理連接。

X.25的鏈路級(jí)協(xié)議是HDLC的一個(gè)子集，稱為L(zhǎng)APB(平衡式鏈路接入程序)。從DTE到DCE或從DCE到DTE的數(shù)據(jù)鏈路層的幀和HDLC幀中的幀具有完全相同的格式。 分組級(jí)是X.25第三級(jí)，它相當(dāng)于OSI中的網(wǎng)絡(luò)層，這一級(jí)規(guī)定分組的類型和格式，規(guī)定了虛電路(VC)的建立、維持和拆除的程序，X.25分級(jí)概況如下圖所示:2/6/202370X.25建議X.25協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)2/6/202371X.25建議2、X.25分組的類型和格式

(1)X.25的分組級(jí)規(guī)定了分組的類型和格式

分組類型表：類型分組類型適用服務(wù)DTEDCEDCEDTEVCPVC

呼叫建立

和清除呼叫請(qǐng)求入呼叫√呼叫接受呼叫接通√釋放請(qǐng)求釋放指示√DTE釋放確認(rèn)DCE釋放確認(rèn)√數(shù)據(jù)和中斷DTE數(shù)據(jù)DCE數(shù)據(jù)√√DTE中斷請(qǐng)求DCE中斷指示√√DTE中斷確認(rèn)DCE中斷確認(rèn)√√2/6/202372X.25建議分組類型表(續(xù))：類型分組類型適用服務(wù)DTEDCEDCEDTEVCPVC

信息流控制

和重置DTERRDCERR√√DTERNRDCERNR√√DTEREJ√√DTE重置請(qǐng)求DCE重置指示√√DTE重置確認(rèn)DCE重置確認(rèn)√√重新啟動(dòng)DTE重啟請(qǐng)求DCE數(shù)據(jù)√√DTE重啟確認(rèn)DCE中斷請(qǐng)求√√診斷診斷√√2/6/202373X.25建議呼叫請(qǐng)求分組格式：組號(hào)4bit+信道號(hào)8bit共12bit

共可識(shí)別4096條邏輯信道呼叫請(qǐng)求分組識(shí)別編碼:0x0B主被叫DTE地址長(zhǎng)度指示都為4bit主被叫DTE實(shí)際的地址2/6/202374X.25建議控制分組格式：組號(hào)4bit+信道號(hào)8bit共12bit

共可識(shí)別4096條邏輯信道控制/數(shù)據(jù)指示位，1=控制分組，0=數(shù)據(jù)分組指示控制分組類型：RR/RNR/REJ3bit分組接收序號(hào)2/6/202375X.25建議數(shù)據(jù)分組格式：組號(hào)4bit+信道號(hào)8bit共可識(shí)別4096條邏輯信道01=分組序號(hào)模8

10=分組序號(hào)模128D=0:數(shù)據(jù)分組本地DCE確認(rèn)

D=1:數(shù)據(jù)分組遠(yuǎn)端DTE確認(rèn)Q=0:分組凈荷為數(shù)據(jù)信息

Q=1:分組凈荷為控制信息M=0:無后續(xù)分組到達(dá)

M=1:有后續(xù)分組到達(dá)2/6/202376X.25建議3、X.25的虛電路服務(wù)

X.25的虛電路有兩種類型：交換虛電路和永久虛電路。

交換虛電路(SVC)：利用呼叫建立和呼叫清除程序建立的虛電路；

永久虛電路(PVC)：固定的由網(wǎng)絡(luò)分配的虛電路，不需要呼叫建立和呼叫清除程序。 虛電路服務(wù)的過程可以分為虛電路建立、數(shù)據(jù)傳送、虛電路拆除三個(gè)步驟，如圖所示：2/6/202377X.25建議虛電路建立過程：2/6/202378X.25建議數(shù)據(jù)傳輸過程：2/6/202379X.25建議虛電路拆除過程：2/6/202380X.25建議4、X.25的信息流量控制 采用滑動(dòng)窗口控制法，窗口寬度在邏輯通道建立時(shí)商定，可以為7(一般模式)或127(擴(kuò)展模式)。 每個(gè)數(shù)據(jù)分組都有一個(gè)發(fā)送序號(hào)P(S)和一個(gè)接收序號(hào)P(R)。P(S)隨著邏輯信道上分組的發(fā)送而不斷增加(模8)。P(R)是接收端期待的下一分組的序號(hào)和對(duì)大到P(R)-1的所有已收分組的確認(rèn)。 當(dāng)無數(shù)據(jù)分組捎帶序號(hào)時(shí)，序號(hào)可附于接收就緒(RR)分組和接收未就緒(RNR)分組。此外還有一個(gè)只能從DTE發(fā)向DCE的拒絕接收(REJ)分組，這三個(gè)分組有著如問HDLC中相應(yīng)的幀相同的作用。 在所有虛電路上，都是由接收方進(jìn)行流量控制。2/6/202381X.25分組交換網(wǎng)的結(jié)構(gòu) 我國(guó)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)采用二級(jí)結(jié)構(gòu)，由一級(jí)和二極交換中心組成。 一級(jí)交換中心之間采用全連通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，一級(jí)交換中心到二級(jí)交換中心之間采用星狀結(jié)構(gòu)。 隸屬于同一個(gè)一級(jí)交換中心的二級(jí)交換中心之間應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)量的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)可靠性的要求和傳輸電路的現(xiàn)狀采用不完全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。任何兩個(gè)交換中心之間根據(jù)業(yè)務(wù)需要可以設(shè)置直達(dá)高效電路。 我國(guó)已建設(shè)了稱為CHINAPAC的X.25公用數(shù)據(jù)網(wǎng)。該網(wǎng)由全國(guó)31個(gè)省、市、自治區(qū)的32個(gè)交換中心和1個(gè)網(wǎng)管中心組成。2/6/202382通信網(wǎng)基礎(chǔ)6.7幀中繼網(wǎng)2/6/202383幀中繼的特點(diǎn)

幀中繼(FrameRelay)由X.25分組交換技術(shù)演變而來。隨著技術(shù)的發(fā)展，傳輸速率及可靠性都大大提高，目前光纖通信的誤碼率非常低，為了提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，幀中繼協(xié)議省去了很多在X.25分組交換中的糾錯(cuò)功能，減少了通信節(jié)點(diǎn)的處理時(shí)間。 只有當(dāng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)本身的誤碼率非常低時(shí)，幀中繼技術(shù)才是可行的，目前的光纖網(wǎng)絡(luò)正好具有這樣的特點(diǎn)。 當(dāng)幀中繼交換機(jī)收到一個(gè)幀的首部時(shí)，只要一查出幀的目的地址就立即開始轉(zhuǎn)發(fā)該幀。傳輸過程中，當(dāng)檢測(cè)到有誤碼時(shí)，結(jié)點(diǎn)要立即中止這次傳輸，當(dāng)中止傳輸?shù)闹噶畹竭_(dá)下個(gè)結(jié)點(diǎn)后，下個(gè)結(jié)點(diǎn)也立即中止該幀的傳輸，并丟棄該幀。源站將用高層協(xié)議請(qǐng)求重傳該幀。2/6/202384幀中繼的特點(diǎn) 幀中繼具有以下特點(diǎn)：

1)幀中繼對(duì)協(xié)議進(jìn)行了簡(jiǎn)化，取消了第二層的流量控制和差錯(cuò)控制，僅有端－端的流量控制和差錯(cuò)控制，這部分功能由高層協(xié)議實(shí)現(xiàn)，把以前在每個(gè)節(jié)點(diǎn)間都要進(jìn)行的任務(wù)從網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)外設(shè)備或端設(shè)備上，極大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)傳過程，從而達(dá)到了縮短網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量的目的。

2)由于取消了原來的第二層處理，原來第三層的對(duì)于邏輯連接的復(fù)用和交換移到了第二層。

3)通過獨(dú)立于用戶數(shù)據(jù)的邏輯通道傳送呼叫控制信令，因此在中間節(jié)點(diǎn)不需要與呼叫控制相關(guān)的狀態(tài)和處理信息。幀出錯(cuò)或發(fā)生阻塞時(shí)，僅僅簡(jiǎn)單地丟棄；重傳、糾錯(cuò)和流控在端設(shè)備中由上層協(xié)議(如TCP)完成2/6/202385幀中繼的特點(diǎn) 幀中繼提供的邏輯連接可分為永久虛電路和交換虛電路。

永久虛電路：在幀中繼終端之間建立永久的虛電路連接并在此連接上傳輸數(shù)據(jù)；

交換虛電路：在兩個(gè)幀中繼終端之間通過呼叫建立虛電路連接并在此連接上傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)傳送完畢以后，終端通過呼叫清除操作來拆除該虛電路。2/6/202386幀中繼提供的業(yè)務(wù)幀中繼的應(yīng)用可以分為:

(1)局域網(wǎng)的互聯(lián) 通過幀中繼網(wǎng)絡(luò)可以傳送各種通信協(xié)議信息，幀中繼對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行透明傳輸。具體幀結(jié)構(gòu)：2/6/202387幀中繼提供的業(yè)務(wù)幀中繼網(wǎng)的透明傳輸2/6/202388幀中繼提供的業(yè)務(wù)通過幀中繼實(shí)現(xiàn)LAN的互聯(lián)是幀中繼的一種主要的應(yīng)用。2/6/202389幀中繼提供的業(yè)務(wù)

(2)數(shù)據(jù)塊交互型通信 幀中繼可為高分辨率可視圖文、CAD/CAM等需要傳送高分辨率圖形數(shù)據(jù)的用戶提供高吞吐量、低時(shí)延的數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)。

(3)文件傳輸 幀中繼可為數(shù)據(jù)量大的大型文件提供高通過量的數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)，例如視頻及類似媒體文件。2/6/202390幀中繼提供的業(yè)務(wù)

(4)虛擬專用網(wǎng) 幀中繼可為大用戶提供虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(wù)，即利用幀中繼網(wǎng)的部分網(wǎng)絡(luò)資源(如節(jié)點(diǎn)、用戶端口等)構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的邏輯分區(qū)，接入這個(gè)分區(qū)的用戶共享分區(qū)內(nèi)的網(wǎng)路資源，他們之間的交互作用(如數(shù)據(jù)傳送、信令傳送等)相對(duì)獨(dú)立于整個(gè)幀中繼網(wǎng)之外，分區(qū)內(nèi)設(shè)置相對(duì)獨(dú)立的網(wǎng)管機(jī)構(gòu)。形成一個(gè)虛擬專用網(wǎng)。如下圖所示：2/6/202391幀中繼提供的業(yè)務(wù)虛擬專用網(wǎng)的形成2/6/202392幀中繼協(xié)議1、幀中繼的協(xié)議模型 幀中繼的協(xié)議是以O(shè)SI參考模型為基礎(chǔ)的，協(xié)議模型僅包含二層，即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層核心功能，協(xié)議模型如圖所示：2/6/202393幀中繼協(xié)議

2、數(shù)據(jù)鏈路層核心功能 幀中繼數(shù)據(jù)鏈路層核心功能用來支持幀中繼承載業(yè)務(wù)，其主要功能包括：

1)幀定界，實(shí)現(xiàn)幀同步和傳輸?shù)耐该餍裕?/p>

2)使用幀頭地址段中的數(shù)據(jù)鏈路識(shí)別符(DLCI)來實(shí)現(xiàn)邏輯連接的復(fù)用和分路；

3)幀傳輸差錯(cuò)檢測(cè)(但不糾錯(cuò))；

4)幀中繼采用比特?cái)?shù)填充技術(shù)，避免幀定界符沖突；

5)檢測(cè)幀長(zhǎng)是否正確；

6)擁塞控制功能。2/6/202394幀中繼協(xié)議3、幀中繼幀結(jié)構(gòu) 在幀中繼接口(用戶線接口和中繼線接口)中，數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)膸Y(jié)構(gòu)如圖所示：2/6/202395幀中繼協(xié)議各字段含義：

(1)標(biāo)志字段(F)

標(biāo)志字段為“01111110”。在地址字段之前的標(biāo)志為開始標(biāo)志，在幀校驗(yàn)序列(FCS)字段之后的標(biāo)志為結(jié)束標(biāo)志，標(biāo)志字段用于幀定界。 幀內(nèi)的數(shù)據(jù)通過0比特插入方式避免和標(biāo)志字段的重復(fù)。2/6/202396幀中繼協(xié)議

(2)地址字段(AA)

用于區(qū)分不同的幀中繼連接，實(shí)現(xiàn)幀復(fù)用，長(zhǎng)度通常為2字節(jié)，也可由傳輸雙方協(xié)商決定。具體結(jié)構(gòu)如圖所示：2/6/202397幀中繼協(xié)議地址字段的各構(gòu)成部分包括：

C/R：命令/響應(yīng)比特，該比特通過FR網(wǎng)絡(luò)被透明傳遞；

地址字段擴(kuò)展比特(EA)：地址字段按字節(jié)擴(kuò)展，最后一個(gè)字節(jié)的EA置‘1’。前面字節(jié)的EA均置‘0’；

前向顯式擁塞通知(FECN)：用于通知用戶啟動(dòng)擁塞控制程序，它說明與載有FECN指示的幀同方向的信息量情況；

后向顯式擁塞通知(BECN)：用于擁塞控制，它說明與BECN載有指示的幀反方向的信息量情況；

可丟棄指示比特(DE)：DE置‘1’，說明該幀在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)，可考慮丟棄，便于網(wǎng)路執(zhí)行帶寬管理；

數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符(DLCl)：用于識(shí)別用戶－網(wǎng)絡(luò)接口或網(wǎng)絡(luò)間接口上的虛電路(PVC)連接，暫定采用10bit。2/6/202398幀中繼協(xié)議

(3)信息字段 用戶數(shù)據(jù)，應(yīng)由整數(shù)個(gè)字節(jié)組成，默認(rèn)的幀信息字段最大字節(jié)數(shù)為262，最小字節(jié)數(shù)為1；網(wǎng)路應(yīng)能支持協(xié)商的幀信息字段最大的字節(jié)數(shù)至少為1600。

(4)幀校驗(yàn)序列(FCS) FCS字段為一個(gè)16比特的序列，用于校驗(yàn)幀是否有差錯(cuò)。2/6