【文章內(nèi)容簡介】 是 協(xié)議透明 是 否 是 突發(fā)業(yè)務(wù)適應(yīng)性 否 是 是 高吞吐量 是 否 是 傳輸速率 低 — 高 低 — 中 低 — 高 按需分配帶寬 無 較好 較好 一點(diǎn)到多點(diǎn) 較差 較好 較好 網(wǎng)絡(luò)靈活性 較好 較低 較低 時(shí)延 很小 大 小 費(fèi)用 較低 較低 較低 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 由此可見，解決目前用戶需求，幀中繼是最經(jīng)濟(jì)有效的辦法。幀中繼能給用戶帶來的主要益處有： (1) 降低網(wǎng)絡(luò)互連費(fèi)用； (2) 在減少網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的基礎(chǔ)上提高網(wǎng)絡(luò)功能； (3) 有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，易于互通和兼容； (4) 網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議無關(guān)。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 幀中繼技術(shù)原理 1. 幀中繼與 幀中繼是 ，可以看做是 。它保存了 層 HDLC(High Data Link Control)幀格式，但不采用 LAPB規(guī)程，而是按照 ISDN標(biāo)準(zhǔn)使用 LAPD規(guī)程。 LAPD是 OSI的第二層協(xié)議，用于 ISDN的 D信道通信。 用和轉(zhuǎn)接，而幀中繼在鏈路層實(shí)現(xiàn)鏈路的復(fù)用和轉(zhuǎn)接，它可以完全不用網(wǎng)絡(luò)層只用鏈路層 (幀級 )實(shí)現(xiàn)復(fù)用傳遞。 圖 (a)和 (b)分別是 端到端傳輸層次上的對比。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 幀中繼與 (a) ； (b) 幀中繼網(wǎng) 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 2. 幀中繼的幀結(jié)構(gòu) 幀中繼的幀結(jié)構(gòu)是由 ITUT ，也稱為 HDLC幀。它與 HDLC幀的格式類似，其主要區(qū)別是沒有控制字段，而且它使用擴(kuò)充尋址字段，以實(shí)現(xiàn)鏈路層復(fù)用和“共路信令”。幀格式如圖 。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 幀中繼的幀格式 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 幀中繼的幀由標(biāo)志 F、信息 I、幀校驗(yàn) FCS和地址段 A組成。地址段 (A)一般為 2個(gè)字節(jié)，也可擴(kuò)展為 3～ 4個(gè)字節(jié)，其內(nèi)容包括： (1) ?DLCI—— 數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符。幀中繼采用虛電路方式來傳送數(shù)據(jù)幀，幀中繼的每一個(gè)幀沿著各自的虛電路在網(wǎng)絡(luò)中傳送。為此每個(gè)幀必須攜帶一個(gè)叫做數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識符 (DLCI)的“虛電路號”來標(biāo)識每個(gè)幀的通信地址。 (2) ?C/R—— 命令 /響應(yīng)位，與高層應(yīng)用有關(guān)，幀中繼本身并不使用。 (3) ?EA—— 地址擴(kuò)展表示，可擴(kuò)展到 3或 4個(gè)字節(jié)。 EA=0，表示下一字節(jié)仍然是地址字節(jié)； EA=1，表示地址字段到此為止。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) (4)? FECN—— 正向阻塞顯式通知， FECN=1，可能有正向阻塞而延遲。 (5) ?BECN—— 反向阻塞顯式通知， BECN=1，可能有反向阻塞而延遲。 (6) ?DE—— 幀丟棄許可指示，用戶終端根據(jù) FECN和BECN的指示結(jié)果，使用 DE來告訴網(wǎng)絡(luò)，若網(wǎng)絡(luò)發(fā)生阻塞，可優(yōu)先傳送 (DE=0)那些對時(shí)延敏感的幀，而丟棄 (DE=1)那些次要的幀。 信息字段 (I)是可變長度的，理論上最大長度為 4096個(gè)字節(jié)(取決于 FCS的檢驗(yàn)?zāi)芰?)，具體實(shí)現(xiàn)的最大長度可由各廠家決定。 I字段用來裝載用戶數(shù)據(jù)，可以包括接入設(shè)備使用的各種協(xié)議類型 (協(xié)議數(shù)據(jù)單元 PDU)。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 3．幀中繼原理 幀中繼原理示意圖如圖 。幀中繼數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏记闆r是：已知幀中繼終端接到端口 x，在已建立的一條虛電路連接上，按 10 bit DLCI的“虛電路號”標(biāo)識分配協(xié)定，幀中繼交換前、后的 DLCI值分別為 a和 b。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 幀中繼原理示意圖 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 幀中繼交換機(jī)實(shí)現(xiàn)幀數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程為：首先使用幀尾的 2個(gè)字節(jié) FCS檢查是否有傳輸錯(cuò)誤，若有則丟棄該幀。其次查看路由表，以確定輸出鏈路號。根據(jù)路由表，由端口 x輸入的 DLCI=a的幀應(yīng)在端口 y上送出，其幀的新 DLCI=b。顯然， DLCI改變了，故在發(fā)送該幀前，需要重新計(jì)算 FCS。從呼叫建立起，沿途所有幀中繼交換機(jī)的路由表皆形成如圖 。幀通過網(wǎng)絡(luò)向前傳遞，直到到達(dá)目的終端。 圖 ，在另一個(gè)方向上的傳輸可用同樣方式進(jìn)行。 DLCI僅具有本地意義，一般說來，在一條虛連接的每一端 DLCI是不相同的。網(wǎng)絡(luò)本身不執(zhí)行任何流量控制，而且不會試圖去糾正可能發(fā)現(xiàn)的任何錯(cuò)誤。差錯(cuò)控制和流量控制被留給在終端之間進(jìn)行端到端操作的更高層協(xié)議去執(zhí)行。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 4．用戶接入幀中繼網(wǎng) 用戶訪問幀中繼業(yè)務(wù)通常需具備三種基本設(shè)施：用戶住宅設(shè)備、傳輸設(shè)備和幀中繼網(wǎng)絡(luò)。用戶住宅設(shè)備可以是任何類型的接入設(shè)備，如具有幀中繼接口的橋接器或路由器。用戶在接入幀中繼網(wǎng)時(shí)，通常采用以下幾種形式，如圖 。 (1) 局域網(wǎng)接入方式：局域網(wǎng)用戶一般通過橋接器 /路由器接入幀中繼網(wǎng)，也可通過其他的幀中繼接入設(shè)備 (如集線器、 PAD和規(guī)程轉(zhuǎn)換器等 )接入幀中繼網(wǎng)。 (2) 計(jì)算機(jī)接入方式：各類計(jì)算機(jī)通過幀中繼接入設(shè)備(FRAD)，將非標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)程轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的 UNI接口規(guī)程后接入幀中繼網(wǎng)絡(luò)。如果計(jì)算機(jī)自身帶有標(biāo)準(zhǔn)的 UNI規(guī)程，則可作為幀中繼終端直接接入幀中繼網(wǎng)。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) (3) 用戶幀中繼交換機(jī)接入公用幀中繼網(wǎng)：用戶專用的幀中繼網(wǎng)接入公用幀中繼網(wǎng)時(shí)，將專用網(wǎng)絡(luò)中的一臺交換機(jī)作為公用幀中繼網(wǎng)的用戶，以標(biāo)準(zhǔn)的 UNI規(guī)程接入。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 用戶接入幀中繼網(wǎng)的形式 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 幀中繼業(yè)務(wù)應(yīng)用 幀中繼業(yè)務(wù)應(yīng)用十分廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面： (1) 塊交互數(shù)據(jù)：實(shí)現(xiàn)高分辨率圖形數(shù)據(jù)傳輸，該應(yīng)用的特點(diǎn)是要求短時(shí)延和大流量。 (2) 文件傳送：多用于傳送長文件，因?yàn)閷τ陂L文件，要獲得比較滿意的傳輸時(shí)延，必須有較大的流量。 (3) 支持多個(gè)低速率復(fù)用：利用幀中繼的復(fù)用能力為較多的低速率用戶提供更經(jīng)濟(jì)的服務(wù)。 (4) 字符交互：以短幀、短時(shí)延和低流量的特點(diǎn)用于文字編輯。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) (5) 局域網(wǎng)互連：通過網(wǎng)橋和路由器互連局域網(wǎng)時(shí)采用幀中繼是比較有效的。幀中繼協(xié)議的“流水線”特性特別適用于局域網(wǎng)產(chǎn)生的突發(fā)性、高速率和大流量的數(shù)據(jù)。對局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，需要采用可變長度的幀格式，并盡可能減少轉(zhuǎn)換處理軟件，這正是幀中繼的特點(diǎn)。 下面以一個(gè)利用幀中繼進(jìn)行局域網(wǎng)互連的例子來說明。 在許多大機(jī)關(guān)、企業(yè)、部門中，其總部和各地分支機(jī)構(gòu)所建立的局域網(wǎng)需要互連，而局域網(wǎng)中往往會產(chǎn)生大量的突發(fā)數(shù)據(jù)來爭用網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源。如果用幀中繼進(jìn)行局域網(wǎng)互連，既可節(jié)約費(fèi)用，又可充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 (a)表示有 6個(gè)局域網(wǎng)通過 6個(gè)路由器與廣域網(wǎng)互連，其中 R表示路由器。在不使用幀中繼時(shí)，要使任何一個(gè)局域網(wǎng)通過廣域網(wǎng)與任何一個(gè)其他的局域網(wǎng)進(jìn)行有效的通信 (即足夠小的時(shí)延 )，就必須在廣域網(wǎng)中使用專用線路，共需要 15條長途專用線路和 30條本地專用線路，而每個(gè)路由器需要有 5個(gè)端口。 但若使用幀中繼技術(shù)，如圖 (b)所示，則在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中只需設(shè)立具有幀中繼交換機(jī)的節(jié)點(diǎn)，一共只需要 6條長途專用線路和 6條本地線路。每個(gè)路由器只需要 1個(gè)端口。每兩個(gè)幀中繼交換機(jī)之間都建立一條永久虛電路，其效果和專用線路是一樣的。幀中繼網(wǎng)對外的表現(xiàn)就好像一個(gè)高速環(huán)形網(wǎng)，從每一個(gè)路由器的端口都可以很方便地與任何其他路由器的端口進(jìn)行通信。圖中，R表示路由器， FR表示幀中繼交換機(jī)。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 局域網(wǎng)互連 (a) 用專用線路； (b) 用幀中繼 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) IP 網(wǎng) 絡(luò) 概述 目前，基于 TCP/IP協(xié)議的 Inter已發(fā)展成為當(dāng)今世界上規(guī)模最大、擁有用戶和資源最多的一個(gè)超大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP協(xié)議也因此成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 IP網(wǎng)絡(luò)已成為當(dāng)代乃至未來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主流。 傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)是由傳輸、交換和終端三大部分組成的。與之相比，因特網(wǎng) (Inter)由多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、傳輸、交換(這里主要是指路由器、集線器 )和終端等幾部分組成，是遍及全球的互連網(wǎng)。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) IP網(wǎng)絡(luò)是面向無連接的分組傳送網(wǎng)。它初期的目的只是為計(jì)算機(jī)間傳輸數(shù)據(jù)提供連接，因而業(yè)務(wù)單一，只有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。近年來， IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最為迅速，其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量正在趕上或超過傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)量，并且其業(yè)務(wù)類型已由數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展到數(shù)據(jù)、語音通信和視頻綜合業(yè)務(wù)，其中發(fā)展最快的是 IP電話業(yè)務(wù)。實(shí)際上 IP網(wǎng)絡(luò)能夠高速發(fā)展的原因之一應(yīng)歸功于傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)的普及。 IP網(wǎng)絡(luò)的早期用戶主要是大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、團(tuán)體和企業(yè)，其普及程度遠(yuǎn)不及電話業(yè)務(wù)的普及，隨著借助電話線路撥號上網(wǎng)和 IP網(wǎng)絡(luò)電話實(shí)用技術(shù)的發(fā)展， IP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已進(jìn)入家庭， IP網(wǎng)絡(luò)也因此有了高速發(fā)展的市場驅(qū)動。 IP網(wǎng)絡(luò)已能夠提供接近傳統(tǒng)電話質(zhì)量的電話業(yè)務(wù)，而 IP網(wǎng)絡(luò)電話的成本卻只有傳統(tǒng) PSTN電話的 10%，又有著最大的用戶群體，因此各傳統(tǒng)電話公司和新 IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供商無不大力發(fā)展 IP網(wǎng)絡(luò)電話。 IP網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展又促進(jìn)了 IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) TCP/IP TCP/IP協(xié)議 (Transmission Control Protocol/Inter Protocol)叫做傳輸控制 /網(wǎng)際協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，這個(gè)協(xié)議是 Inter國際互連網(wǎng)的基礎(chǔ)。 TCP/IP是網(wǎng)絡(luò)中使用的基本的通信協(xié)議。雖然從名字上看 TCP/IP包括兩個(gè)協(xié)議：傳輸控制協(xié)議 (TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)，但 TCP/IP實(shí)際上是一組協(xié)議，它包括上百個(gè)各種功能的協(xié)議，如遠(yuǎn)程登錄、文件傳輸和電子郵件等，而 TCP協(xié)議和 IP協(xié)議是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€(gè)基本的重要協(xié)議。通常說 TCP/IP是 Inter協(xié)議族，而不單單是 TCP和 IP。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) TCP/IP協(xié)議的基本傳輸單位是數(shù)據(jù)報(bào)， TCP協(xié)議負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)分成若干個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，并給每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)加上報(bào)頭，報(bào)頭上有相應(yīng)的編號，以保證在數(shù)據(jù)接收端能將數(shù)據(jù)還原為原來的格式。 IP協(xié)議在每個(gè)報(bào)頭上再加上接收端主機(jī)地址，這樣數(shù)據(jù)可找到自己要去的地方，如果傳輸過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)失真等情況， TCP協(xié)議會自動要求數(shù)據(jù)重新傳輸，并重新組報(bào)。總之， IP協(xié)議保證數(shù)據(jù)的傳輸， TCP協(xié)議保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 1． OSI七層結(jié)構(gòu)