运维人员课程体系数据专业2.ppt
第二章 X.25分组交换网技术 （讲师用PPT）,中国网通（集团）有限公司 2006年12月24日,中国网通运维人员岗位培训丛书数据专业,内部资料 注意保密,目标,掌握分组交换基本原理 熟悉分组交换网络的组织结构 掌握X.25协议的基本原理 了解目前全国分组交换网络结构,2.1,2.2,分组交换基本原理,X.25协议,3,2.3,分组交换网,分组交换网的结构及现状,2.4,目录,2.1.1分组交换技术的发展,2.1分组交换基本原理,分组交换技术是在计算机技术发展到一定水平，个人计算机普及到一定程度的基础上，为满足人们除了打电话通过话音进行直接沟通外，更希望通过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信，通过网络来共享资源的要求，在传输线路质量不高、网络技术手段还较单一的情况下，应运而生的一种交换技术。 随着计算机的普及，人们不再满足于单个计算机的应用和操作，希望多台计算机联网来共享资源和通信，即通过广域计算机网来连接分时计算机系统。1966年6月在英国国家物理实验室(NPL)工作的Davie s D提出了“分组(packet)”这一术语，随后公开发表了关于分组交换的建议，并实现了具有单一分组交换节点的局部网。将多个节点的小型计算机互连的ARPANET在1967年6月发布。 ARPANET的成功，促进了分组交换进入公用数据网，形成分组交换公用数据网(PSPDN：Packet Switched Public Data Network)。1976年3月著名的CCITT的x.25建议推出，使分组交换网的接口标准化，随后又陆续制订了其他有关的建议，如x.28，x.29，X.75等。,2.1分组交换基本原理,2.1.2分组交换原理,资源分配： 固定分配资源法：分为时分复用和频分复用两种。 动态分配资源法:即统计时分复用。采用按需分配的方法，用户需要发送数据时才分配线路传输资源，不发送数据时不分配线路传输资源。 分组的形成： 分组交换的最小信息单元是分组，每一个分组中包含了一个分组头，将分组传送的控制信息放在分组头中，这样就形成了分组。分组头的长度为3个字节,用户数据的长度通常为128字节。,2.1分组交换基本原理,分组的传送和交换： 虚电路方式：经历呼叫建立、数据传送、拆除呼叫过程。分为交换虚电路SVC和永久虚电路PVC。 数据报方式：不需建立连接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组独立进行选路。,2.1.2分组交换原理,路由选择：扩散式路由法和查表路由法。图为采用扩散式路由的分组交换网的路由选择过程，图是采用路由表的虚电路呼叫的路由选择过程。,图,图,流量控制： X.25协议的第三层着重于传输过程中的流量控制，流控通过滑动窗口算法来实现，对通过接口的每一个逻辑信道使用独立的“窗口”流量控制机构，X.25协议的第二层，也具有流量控制功能，也是通过滑动窗口来实现的，但它是对整个接口进行流量控制的。,2.1,2.2,分组交换基本原理,X.25协议,3,2.3,分组交换网,分组交换网的结构及现状,2.4,目录,2.2 X.25 协议,分组交换协议 在分组交换网中，分组数据的传输涉及到发送站、接收站与交换机之间的通信协议，为此 CCITT制定了一系列通信协议。 X.25协议它是目前使用最广泛的分组交换协议。X.25协议分为 三层：物理层、数据链路层和分组层，各层在功能上相互独立。具体如下图所示。,2.2.1概述,图1 分组交换网的结构和通信协议,图2 X.25协议的系统结构和信息流关系,2.2 X.25 协议,物理层完成的主要功能如下： 在DTE和DCE接口处提供传输； 在设备之间提供控制信号； 提供时钟信号，用于同步数据流和规定比特速率； 提供电气地； 提供机械的连接器。,2.2.2 X.25的物理层,2.2.3 X.25的数据链路层,X.25链路层功能如下： 差错控制，采用CRC循环校验，发现出错时自动请求重发； 帧的装配和拆卸及帧同步； 帧的排序和对正确接收的帧的确认； 数据链路的建立、拆除和复位控制； 流量控制。,2.2 X.25 协议,2.2.3 X.25的数据链路层,链路层帧结构： X.25的数据链路层采用的是HDLC（高级数据链路控制规程）的一个子集LAPB（平衡型链路访问规程。按照帧的功能可以把帧分成三类：信息帧（I帧）、监控帧（S帧）和无编号帧（U帧）。LAPB帧的基本结构如右图所示。,LAPB建链全过程：其建链过程可分为三个阶段：链路建立、数据传送和链路释放。,差错校正和流量控制 ：这是信息传送阶段的重要功能，它们都是利用I帧和S帧提供的N(S)和N(R)字段实现的 。,分组层的基本功能：利用数据链路层提供的可靠传送服务，完成虚呼叫的分组数据通信，提供处理寻址、流量控制及传输确认等相关工作。它支持两类虚电路连接：交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）。 分组头的格式：分组放在数据链路层帧中的信息(I)字段上。它由分组头和分组数据两部分组成。分组头由3个字节构成，即一般格式标识符、逻辑信道标识符、分组类型标识符，如图1所示。 一般格式标识符（GFI）：限定符比特；：传送确认比特；：模式比特。 如图2所示。 逻辑信道标识符(LCGN+LCN）：第一个字节的第14比特组成逻辑信道群号（LCGN），第二个字节组成逻辑信道号（LCN），这样一来可以组成16组（每组256条逻辑信道），共4096条逻辑信道 。,2.2 X.25 协议,2.2.4 X.25的分组层,图1 分组头格式及分组与I帧的关系,图2：GFI格式,2.2 X.25 协议,虚电路的建立和清除过程：,2.2.4 X.25的分组层,2.2 X.25 协议,数据传送和流量控制 ： 数据分组有3个重要参数：P(S)、P(R)和M,置于分组头的分组类型标识符中。其中，第1bit恒为0，表示这是一个数据分组。P(S)和P(R)分别为数据分组序号和期望接收序号，其作用同链路层中的R(S)和R(R),是分组层流量控制和重发纠错的基础。M比特成为后续数据比特，用于用户报文分段。数据分组格式如图所示。分组层的流量控制机制也是采用滑动窗口技术，并用RNR分组表示接受端忙。,2.2.4 X.25的分组层,复位和重启动 ： 复位指的是出现协议错误、终端不相容等无法重发校正的差错时，使该VC回复初始状态：P(S)=P(R)=0,窗口下沿为0。重启动指的是DTE或网络发生严重故障时清除接口上所有的SVC、复位所有PVC。要注意复位和清除的差别：前者VC仍为数据传送状态，后者则为就绪状态。,2.2 X.25 协议,为了使不同的公用分组网之间互连,CCITT制定了X.75建议。它的主要特点为： 它分为物理层、链路层、分组层 X.75是把被连接网的虚电路连接起来,它的两端是信号终端(STE),分别位于两被连接网的交换机内。而X.25的两端分别是DTE和DCE。 如下图所示，STE将各网的虚电路衔接起来的示意图。 X.75在虚电路建立与释放过程中的呼叫建立分组和释放分组,由一个信号终端透明地传送到下一个信号终端,它不对源点主机发出的X.25呼叫请求分组作出任何响应,如回送呼叫接受分组等。 在呼叫建立与释放分组中,X.75与X.25在格式上的主要差别是X.75比X.25多一个网间业务字段(utilities),用于传送网间有关的计费及路由信息等。,2.2.5 网间互联协议X.75,2.1,2.2,分组交换基本原理,X.25协议,3,2.3,分组交换网,分组交换网的结构及现状,2.4,目录,2.3 分组交换网,分组交换机 网络管理中心（NMC) 分组装拆设备（PAD） 远程集中器（RCU） 分组终端/非分组终端（PT/NPT） 传输线路,2.3.1 分组交换网的组成,分组交换网的优点： 1）传输质量高 2）网络可靠性高 3）安全性高 4）方便于不同类型终端间的相互通信 5）信息传输时延小 6）网络管理功能强,分组交换网的缺点：传输速率低 、平均传送时延较高 、IP数据包传送时效率低,2.3.2 分组交换网的特点,2.3 分组交换网,X.121的格式 国际数据编号最大由14位十进制数构成，如图所示。其中最前面的一位P为国际呼叫前缀，其值由各个国家决定，我国采用“0”。紧接着4位称为数据网络识别码DNIC（Data Network Identification Code），DNIC由3位数据国家代码DCC（Data Country Code）和1位网络代码组成。DCC的第1位Z为区域号，世界划分为6个区域，编号为2-7（Z=0和Z=1备用，Z=8和Z=9分别用于同用户电报网和电话网的相互连接）。DCC的后两位原则上用于区分区域内的国家。例如中国的DCC是“460”。有10个以上网络的国家可以分配2个以上的DCC。DCC之后的一位用于区分为位于同一个国家内的多个网络。CHINAPAC的DNIC“4603”。,2.3.3 分组交换网编号X.121,2.3 分组交换网,基本业务功能：交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC) 可选业务功能： 预先登记在合同期内使用，用户在登记的合同期内的每次呼叫，由所接的交换机经核实向该用户提供所需的补充业务。 另一种是预先未登记，用户在本次呼叫时提出要求，在该次呼叫中提供某些项的补充业务。,2.3.4 分组交换网的业务类型,2.3.5 分组交换网的应用,在商业中的应用 分组交换在商业中的应用较广泛。如银行系统在线式信用卡（POS机）的验证。由于分组交换提供差错控制的功能，保证了数据在网络中传输的可靠性 。 在其他领域的应用 分组交换网的利用率高，传输质量好，能同时多路通信的特点，因此它的经济性能也较好。在一些全国性的集团公司中，总公司把指示下达给全国各地分公司甚至国外的机构，利用分组交换就非常经济。 虚拟专用网 大集团用户利用公用网络的传输条件，网络端口等网络资源组织一个虚拟专用网络。,2.1,2.2,分组交换基本原理,X.25协议,3,2.3,分组交换网,分组交换网的结构及现状,2.4,目录,2. 分组交换网的基本结构,2. 分组交换网的的基本结构,2. 分组交换网的基本结构,2. 我国公用分组交换网现状,我国组建的第一个公用分组交换网简称CNPAC，是1988年从法国SESA公司引进的实验网，该实验网于1989年11月正式投入使用。由于该网络的覆盖面不大，端口数较少，无法满足信息量较大、分布较广的企业和部门的需求，原邮电部决定扩建我国的公用分组交换网，扩建的公用分组数据交换网简称CHINAPAC，于1993年建成投入使用，由骨干网和地区网两级构成。,
