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自考《计算机网络与通信》笔记(4)

2006-12-12 15:32   【 】【我要纠错

  第四章 数据交换技术

  本章重点是线路交换及报文交换的基本原理。帧中继和ATM在本章介绍了一些基础内容,在后面有关章节中再进一步学习。

  网络连接的中转节点称为交换节点;现代交换系统的核心是数字开关;线路交换设备的重要特征是其有无阻塞。

  1、线路交换(领会)

  线路交换(P90第二段);节点(提供通信功能的交换设备);通信网络(节点的集合)。

  通信过程:建立连接(根据路由信息判断);数据传送(数字方式为主要方式,一般为全双工)。c、断开连接。

  线路交换网络结构:a、用户分机。b、本地回路(用户回路):用户和网络之间的链路。c、交换机:网络的交换中心。d、主干线:使用FDM或TDM.

  线路建立连接略有延迟,一旦建立起来,信息传输延迟时间短,另有透明性的优点,一旦连接不需更多的网络管理。效率有时会十分低下,要求终端有恒定的传输速率,适合于语音交流。我记得有个教授讲过,应该提高光纤的制造工艺,使其带宽比目前大幅度增加,这样在光纤上采用线路交换,一定能使目前的网络效率大幅度提高。

  空分交换技术。有物理触点控制通断,可在各输入线和输出线之间构成任意物理通路。局限性:站点多时触点太多;触点损坏则站点失去联系;触点利用率低;为了克服局限需使用多级交换。

  时分交换技术。现代的线路交换都使用时分交换,是时分复用(TDM)在交换上的应用。总线上的数据传输速率决定了可同时进行通信的线路数量,它的速率必须相当高。

  2、报文分组交换(领会)

  优点:线路利用率高;能实现数据传输速率转换;通信量超载时不会阻塞,只是增加延迟;能使用优先级别。

  数据报:把每个报文分组是都独立处理,由接收站点最后整理。虚拟线路:结合了线路交换和数据报的优点,发送前需确定路由,发送好后就按虚线路交换,在每个节点仍需缓冲和排队等候。数据报与虚拟线路的比较:在虚拟线路上可提供报文排序和误差控制等服务;数据量大时在虚拟线路上传递迅速、数据量小时数据报避免了呼叫建立过程传送将更快;当发生阻塞或某节点失效时,数据报更灵活;数据报或虚拟线路外部差异很微小。

  线路交换和报文分组交换的比较。

  线路交换发送前有延迟,数据传输时延迟最小,但线路利用率低。报文分组每个节点的延迟是可变的,随负载增加而增加,数据报还有可能使报文顺序不同产生额外开销。我理解就是数据量很小时就用数据报或线路交换,当数据量较大网络负载较多时还是用虚拟线路较折中。再打个比喻,线路交换就象是为了赛车将公路封路,公路为赛车独享,这样效率肯定高,但不能老这样,要不公路太浪费了;报文分组就象是公交车,一但确定路线就不变了,但到了路口要看红绿灯,如果哪断路不能走了临时改线挺麻烦的;数据报就象是车队搞临时运输,到一个路口就要判断下一步怎么走,是走近的不好走的路还是远的好走的路呢?一个车队也许要分几批走不同的路,这样到了目的地要清查是否到齐了。

  报文分组交换网的阻塞控制:将报文分组丢弃;采用某种流量控制手段将报文分组从其相邻节点通过。教材上提供了4种方案:让信源减慢传输;改变路由信息;测试延迟;增加阻塞信息。这些都会增加网络负担。

  X.25协议:分三个功能层次物理层(X.21)、链路层(LAPB)、报文分组层对应ISO的低三层。两种虚拟线路的方式:虚调用或永久虚电路。最重要的服务是多路复用。我国公用数据网遵守X.121编号制度的建议,根据该建议,DTE与DCE之间的链路最多有(2^12)-1=4095条虚拟线路(每个报文分组都包括12位的虚拟线路号码,4位逻辑组号加8位逻辑通道号)。流量控制和错误控制与HDLC相同。A报文分组(等于可允许的最大长度),B报文分组(A以外的)。

  3、帧中继(Frame Relay)(识记)

  利用数字系统的低误码率和高传输速率的特点,在X.25基础上简化了差错控制、流量控制和路由选择而得来。保存了X.25HDLC帧格式,但采用LAPD规程,这样多路复用和逻辑连接发生在第二层而不是第三层。快速分组交换:当一个节点还在接收一个帧是就转发此帧的方法。

  可用于专网接口,也可用于公网接口。应用:块交互数据、文件传送、多个低速率复用、字符交互、局域网。

  帧中继的体系结构。U功能、C功能、U面(Q.922)、C面(Q.921),对用户帧基本不做处理,只是抛弃错误帧,纠错由高层进行,将网络的处理工作减少到了最小程度。

  帧中继帧的格式:和HDLC类似,区别是帧中继没有控制字段。

  帧中继阻塞控制。网络是监视阻塞程度的最佳位置,用户是控制阻塞的最佳位置。丢弃战略是处理阻塞的基本方法。看来,大量发送垃圾数据还是破坏网络的基本手段:)

  4、ATM异步传输模式(识记)

  ISDN、窄带ISDN(N-ISDN)、N-ISDN缺点(带宽有限、中继网种类多、网络资源利用率不高、不易导入新业务)、宽带ISDN(B-ISDN)

  以固定长度的信元(Cell)为单位,在数据链路层上进行数据交换。信元交换的特点(灵活性、高速传输、支持广播传送)。ATM网络结构:是面向连接的多级交换网络结构。用户网络接口(UNI)、网络网络接口(NNI)构成。三大部分(专用网、公用网、接入网)。

  ATM信元:由5字节信头+48字节信息段构成。信元的交换控制是根据信头而进行的,信头用于存放信元的路径及其他控制信息。

  ATM连接:只有真正发送信元时,连接才占用网络资源。虚通道连接、虚通路连接、虚通道标识(VPI)、虚通路在虚通道内通过信令动态占用虚通道。设立虚通道好处(简化网络管理、提高交换机效率、提供安全机制)。虚通路建立过程(PVC方式、半永久连接;SVC方式、动态建立)。

  ATM物理层(分为PMD相当于OSI的物理层、TC相当于OSI的数据链路层)、ATM层相当于OSI的网络层、ATM适配层为应用程序提供服务。

  信元的发送(直接在线路上发送或装入传输帧在信道中发送)。信元速率去耦:定期插入空信元或操作维护信元,以便将信元速率适配成传输线路的速率。信元边界确定:如果有指针指向信元起始位置最好,否则TC通过HEC确定。

  ATM层只处理信头,功能(信元复用/解复用、信元传输、流量控制、阻塞控制)。基本要素是虚连接。不进行差错控制,但保证信元的投递按顺序进行。比如在视频传输中就是偶尔有一个雪花但画面连贯不抖动。为了便于控制,在建立连接时,用户必须与网络签订流量合同,以保证网络提供相应的QoS.

  AAL1适配面向连接的实时性恒定比特率业务。AAL2传输B类业务即可变化比特率、面向连接的实时业务。AAL3/4:用于传输可变长度的用户数据。AAL5:用于CPCS层以下适配开销较低且检错较好的业务。信令AAL:专门用来支持ATM信令消息的适配层。

  ATM连接管理,底层依靠SAAL,有UNI信令和NNI信令来完成。

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