专题四：交换技术(资料-教程-视频-软考-自考-网工-四级-计算机-网络-笔记-经典-收藏)

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专题四：交换技术
 线路交换
 分组交换
 帧中继
 ATM
线路交换
 就是用户（终端）在呼叫状态时，在电话系统中的交换设备寻找一条通路往呼叫用
户的物理路由，这种连接技术称为线路交换。
 线路交换的过程
 建立连接
 数据传送
 断开连接
 线路交换网络的结构
 用户分机
 本地回路
 交换机
 主干线路
 线路交换的特点：
 通信路径采用物理连接，数据终端用户好像使用一条专线一样
 一旦建立线路，网络对用户是“透明”的。
 用固定的数据传输率传输数据，因此不能动态利用网络带宽。
 传输延迟小，常用于实时通信， 线路建立时间较长。
 在通信之前，必须建立一条从源端到目标端的路径。
 一旦建立线路，将独占信道；信道利用率低，浪费大。
 连续传送数据，不存储报文，无数据转换。
 呼叫建立后没有开销位。
 负载重时可能阻塞呼叫的建立；但已建立的连接不发生延迟。
 无差错和流量控制。
分组交换
 线路交换的不足
 分组交换的工作方式
 分组交换的优点
 线路利用率高
 可以进行数据率的转换
 负载均衡
 优先级的应用
 差错控制
 分组交换技术
 分组交换与报文交换的比较
 分组交换的报文小，大的数据要进行分组
 速度快
 分组交换的两种实现方式
 数据报
 虚电路
 两种技术的比较
 虚电路的效率高，适用于一段连续的时间内交换数据
 数据报无呼叫建立，代价小
 数据报原始，灵活
 数据报传递可靠
 内部与外部操作
 内部：即是我们通常谈论的分组交换网
 外部：外部即是指终端到分组交换网的第一个交换机（边界）
 内部与外部操作的组合
 外部虚电路，内部虚电路；
 外部虚电路，内部数据报；
 外部数据报，内部虚电路；
 外部数据报，内部数据报；
 分组交换的阻塞控制
 从一个阻塞节点向一些或所有信源节点发送控制报文分组
 依靠路由信息
 利用点对点的探针报文分组
 在通过报文分组上允许报文分组交换节点把阻塞信息加入
X.25
 X.25是一项广泛使用的报文分组交换协议标准,该标准有三个功能性层次,即物理层、
链路层、报文分组层（网络层）
 服务
 虚拟线路服务：数据以报文分组的形式在扩展的虚拟线路上传送。
X.25提供两种虚拟的线路服务,虚调用和永久性虚拟线路
 多路复用:一个DTE在一条物理的DTE-DCE链路上允许4095条共
生的虚拟线路
 流量和差错控制
 流量和差错控制和 HDLC使用在实质上格式和过程完全相同,采用
等停ARQ协议来进行差错控制和滑动窗口技术来进行流量控制
帧中继交换
 帧中继是在第二层建立虚电路,用帧方式来载数据业务的一种数字传输系统
 帧中继产生的条件:高质量的数字线路和高数据传输率的需求
 特点:
 帧中继的帧比HDLC操作简单,只做检错,不再重传,没有滑动窗口式的流量
控制,只有拥塞控制。
 通信过程流线化。它减少了用户与网络接口的协议功能以及网络内部的处理
需求，从而降低了延迟，提高了吞吐率。
 帧中继提供一种面向连接的、虚电路分组交换。
帧中继的网络用途
 块交互数据:短时延和大流量
 文件传输:较大的流量
 低速率的复用: 利用帧中继的复用能力,可为较多的低速率应用提供经济的服务
 字符交互通信:帧短,时延小和低流量
 互联局域网:突发性,高速率和大流量
ATM
 ATM本质是一种高速分组交换模式,它将话音,数据等所有的数字信息分解成长度一
定的数据块,并在各数据块前装配地址,优先组等控制信息构信元。
 ATM产生的背景:
 远距离的数据传输
 多种业务的接入(语音,数据和多媒体)
 时延和服务质量
ATM的主要特点
 ATM的主要特点
 信元长度固定。53字节,5字节为信息头
 信元格式与所传输的业务类型无关。
 工作方式为面向连接的，连接在请求时建立和删除。
 数据传输率高，延迟小，因此不采用反馈重发机制。
 信元是ATM独有的特征。
 使用了线路交换方法，也继承了高速分组交换对任意速率的适应性。
 对协议的处理与转换采用硬件线路来进行，提高了处理速度。
 采用的复用方式为ATDM（异步时分多路复用）。
ATM交换和控制
 ATM网络结构：
 虚拟通道（VC）：用于描述ATM信元单向传送的一个概念，信元都与一个
惟一的标识值（VC）相联系，同一VC的信元群，拥有相同的虚拟通道标
识（VCI）。
 虚拟通路（VP）：用于描述属于虚拟通路的ATM信元的单向传输的一个概
念，一个VP可以用复用的方式容纳65535个VC！属于同一VP的不同的
虚拟通道的信元群，拥有相同的虚拟通路标识（VPI）， VC和VP都属于
ATM层。
 传输通路：它是网络部件的延伸和扩展，它汇集和分解传输系统的有效负载，
属于物理层，在一条传输通路上可以容纳多虚拟通路。
 ATM的交换：
 传输通路交换：这是属于物理层的交换，就象线路交换，信元的VPI 和VCI
都不变。
 虚拟通路交换：对整个通路交换，即只改变信元的VPI值，但VCI值不变。
 虚拟通道/虚拟通路交换：有两种情况，即同一虚拟路内的VC交换，这只是
改变信元头的VCI值。另一种是通路间的通道交换，这样信元头的VPI和
VCI都要变。