中间节点上的通信.ppt
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1、第2章 中间节点上的通信技术,中间节点包括中续节点,交换节点和路由节点。中续节点起放大和整型的作用。本章主要讨论交换节点和路由节点上的通信技术。 2.1 交换接点上的通信 2.2 路由节点上的通信,2.1 交换接点上的通信,交换机构的功能是将一条输入信道上的数据转送到另外的输出信道上,将输入端口与输出端口对应起来。 2.1.1 电路交换 2.1.2 存储-转发交换 2.1.3 分组交换的虚电路服务和数据报服务 2.1.4 交换机的功能 2.1.5 交换机实现技术,2.1.1 电路交换,电路交换(Circuit Switching或Circuit Exchanging)方式通信的双方在进行数据传
2、送之前先要建立一个实际的物理线路连接,连接的电路被通信的一对用户独占,只有通信结束电路释放后,才能被别人使用。 建立连接-通信-拆除连接,资源片,网络资源 (e.g., 带宽) 划分成 “片” 各资源片分配给各个通信连接 如果拥有资源的通信连接没有使用,则该资源片就被闲置(idle,没有共享) 将链路带宽分“片”的办法 频谱划分 时隙划分,电路交换特点,(1)由于需要连接过程,因此适合传输大量数据。传输少量数据时,效率不高 (2)连接一旦建立,便可以固定的速率传输数据 (3)路径独占性,2.1.2 存储-转发交换,当发送方要发送信息时,应把目的地址先加到报文中,然后靠地址把报文从发送节点起,一
3、个节点、一个节点地转送到目的节点 报文交换 每个报文无固定大小 分组交换 分组的长度有限制,图2.1 报文交换的基本过程,图2.2 报文分组,2.1.3 分组交换的两种服务,分组交换有虚电路(Virtual Circuit)和数据报(Datagram)两种服务方式。 虚电路服务 数据报服务,虚电路服务,虚电路服务分3个阶段 : 建立虚电路 数据传输 拆除虚电路 图2.6虚电路工作时的时序关系,图2.3 虚电路工作时的时序关系,数据报服务特点 1,每个分组所走过的路径可能是不相同的 。(图2.7为一个只有A、B、C、D四个节点的网络,在数据报方式下进行传输的示意图。 ) 由于传输路径不同,各节点
4、交换处理的时间不等,到达目的地的时间也不相同 。,数据报服务特点 2,数据报服务不需要进行连接,因此也说它提供无连接的服务。 数据报服务要求在传送过程中,每一个数据分组都要带有目的地址和源地址。,图2.4 数据报工作原理示意图,分组交换 vs. 电路交换,分组交换使得更多用户可“同时”使用网络! 在突发性数据传输过程中表现优异 资源共享 无须事先建立连接 过度拥塞: 导致分组延迟和丢失 如何在分组交换网中提供电路交换的性能? 音频/视频,交换机的分类,1根据应用的规模 分为桌面交换机、骨干交换机和中心交换机三类。 2根据结构 结构的不同,可以将交换机分为固定端口交换机和模块化交换机。 3根据工
5、作的协议层 分为第2层交换机、第3层交换机和第4层交换机。 4. 根据交换方式 分为直通式交换机、存储转发式交换机和无碎片直通式交换机。,2.1.4 交换机的功能,数据转发: 物理编址:定义数据帧的物理地址; 网络拓扑结构:定义设备物理连接所形成的网络拓扑结构 差错验证:错误发生时发出告警; 数据帧整序: 流量控制:延缓数据的传输能力。,2.1.5 交换机实现技术,构成交换机构的最基本的元件是交换单元。交换单元的基本实现技术有两种:空间交换和时隙交换。 空间交换 时隙交换,空间交换,空间交换是交换单元按照链路的空间分布进行交换,将分组从一条链路转送到另一条链路上。 典型的结构是图2.8所示的交
6、叉点矩阵结构,也称纵横制交换机构(crossbar switching)。它的N路输入线和N路输出线之间有N2个接点。,图2.5 一个简单的交叉点矩阵,时隙交换,时隙交换是按时间顺序进行交换,即将输入链路上的某个时隙上的分组安排到输出链路上的另一个时隙上。 具体的交换方式有: STM传输模式的交换机 ATM传输模式的交换机,图2.6 ATOM模块结构,图2.7 共享内存型交换单元结构,多级互联网络交换结构MIN,为了减少交叉节点的数目,可以把大容量交换网络分成小容量的交换单元,并将这些交换单元连接成多级互联网络(Multi-stage Interconnect Network)。 图2.11为
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