【正文】 之間傳遞數(shù)據(jù)的各項規(guī)則 。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換19 “對等層”與“協(xié)議?！钡母拍? 二、實體、協(xié)議、服務、以及 服務接入點 實體 (Entity) 表示信息的任何發(fā)送者或接收者 (可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程 )。 協(xié)議 是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合 。 在協(xié)議的控制下 ， 兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供 服務 。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換20 首先 ， 協(xié)議的實現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務 。 下面的協(xié)議對上面的服務用戶是透明的 。 但服務是 “ 垂直的 ” ， 即服務是由下層向上層通過層間接口提供的 。 只有那些能夠被高一層看得見的功能才能稱之為 “ 服務 ” 。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換21 “協(xié)議”與“服務”在概念上的區(qū)別 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換22 SAP 和 SDU 在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進行交互 (交換信息 )的地方 ， 通常稱為 服務接入點 SAP。 層與層之間交換的數(shù)據(jù)單元 ， 稱為 服務數(shù)據(jù)單元SDU， 多個 SDU可以合成為一個 PDU， 一個 SDU也可以分為幾個 PDU。這里需要注意 ， 某一層向上一層所提供的服務已包括了 服務提供者 服務用戶 服務用戶 交換 原語 SAP SAP 協(xié)議 它以下各層所提供的服務 。 開放系統(tǒng)互連參考模型 國際標準化組織 （ ISO, International Standard Organization ） 制 定的 開放 系統(tǒng) 互連 （ OSI, Open System Interconnection） 參考模型采用 7個層次的網(wǎng)絡體系結構 ， 也就是將前面所講的原理性體系結構中的應用層再劃分為 3個層次 ， 其余 4層保持不變 。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換23 （ 1） 會話層 （ Session Layer） 會話層為應用實體間的會話提供控制機理 ， 包括會話連接控制及通信雙方的同步 。 在分時半雙工通信的情況下，會話層負責雙方的同步，保證雙方不同時發(fā)送數(shù)據(jù)，實時控制雙方收發(fā)轉換。 表示層和應用層 表示層負責應用層實體傳送數(shù)據(jù)的格式轉換 ， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)編碼 /解碼 、 數(shù)據(jù)壓縮 /解壓 、 數(shù)據(jù)加密 /解密等功能 。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換25 （ 2） 表示層 （ Presentation Layer） 應用層負責為用戶提供接入 OSI環(huán)境的方法 ， 支持各種應用 ， 如網(wǎng)絡虛擬終端 、 文件傳送 、 電子郵件 、 多媒體 、 WWW等 。 其實分層 ， 實體 ， 對等層協(xié)議 ， 協(xié)議數(shù)據(jù)單元， 服務 ， 原語等概念都是來自 OSI參考模型 。 在 Inter的各種協(xié)議中 ， 最重要的是傳輸控制協(xié)議 TCP和網(wǎng)際協(xié)議 IP， 而 TCP/IP往往是表示Inter所使用的 體系結構 或整個 TCP/IP協(xié)議族 。 TCP/IP與OSI體系結構的對比如右圖所示 。 運輸層 這層可使用兩種不同的協(xié)議 ， 一種是面向連接的傳輸控制協(xié)議 TCP。 運輸層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是報文 （ 段 ） 或數(shù)據(jù)流 。 網(wǎng)際層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是 IP數(shù)據(jù)報或 IP分組 。 網(wǎng)絡接口層 由于 TCP/IP在設計時考慮到要與具體的物理網(wǎng)絡無關 ， 因此在 TCP/IP的標準中并沒有對數(shù)據(jù)鏈路層和物理層做出規(guī)定 ， TCP/IP體系中只是指出主機必須使用某種協(xié)議接入網(wǎng)絡， 以便能在其上傳遞 IP分組 。 但 ISO和CCITT最初只考慮到使用一種標準的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)將各種不同的系統(tǒng)互連在一起 。 (2) TCP/IP一開始就確定面向連接服務和無連接服務并重 ， 而 OSI在開始時只強調面向連接服務 。 (3) TCP/IP較早就有較好的網(wǎng)絡管理功能 ， 而 OSI到后來才開始考慮這個問題 。 因此在使用一些新技術來設計新的網(wǎng)絡時 ， 采用這種模型就可能會遇到一些麻煩 。 TCP/IP的網(wǎng)絡接口層嚴格來說并不是一個層次而僅僅是一個接口 ， 而在網(wǎng)絡層下面的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層則根本沒有 。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換30 通信子網(wǎng)的任務是將數(shù)據(jù)信息從源點傳送到目的點 ，之間要經(jīng)過很多鏈路和中繼節(jié)點 ， 鏈路的功能是傳輸 ， 中繼節(jié)點功能是交換 ， 交換分為 電路交換 (CS)和 分組交換(PS)。 理論與實際均已表明 ， 按照電話業(yè)務的特征設計的電路交換不適合于計算機數(shù)據(jù)通信 ， 而分組交換則是根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務的特征設計的交換技術 。 用戶呼叫成功 ， 主叫端到被叫端則建立了一條物理通路 ， 在通話的全部時間內用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬 。 另外，由于計算機和各種終端的傳送 速率不一樣，采用電路交換不同類型，不同規(guī)格，不同速率的終端很難相互通信，而電路交換所分配的帶寬是固定的或量化的，因此缺乏 靈活性， 而且電路交換通話雙方建立的通路中的任何一個點出了故障就必須重新?lián)芴柦㈡溄印? 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換34 異步時分復用 現(xiàn)代的電路交換是建立在同步時分復用技術基礎上的數(shù)字交換 ， 又稱為同步時分交換 ， 它是通過時隙在TDM幀內的位置來區(qū)分不同的信息通路 (話路 )的 。 異步時分復用與同步時分復用的比較如圖所示 。 同步時分復用通過時隙在 TDM幀內的位置來區(qū)分不同的信息通路，在一個端到端的電路鏈接建立以后沿途鏈路的時隙占用關系就完全確定了，并且一直保持直到鏈接釋放，因此在一條鏈路持續(xù)時間內不管用戶是否發(fā)送信息都要占用時隙占用信道資源。如果采用同步時分復用，每一幀都有 4個時隙第一到第四個時隙分別分配給 ABCD當某個數(shù)據(jù)源無數(shù)據(jù)發(fā)送相應的時隙就空閑，不能被其他用戶使用，但是如果采用異步時分復用用時隙標題區(qū)分各路數(shù)據(jù)。 異步時分復用雖然也分時隙，但是不通過時隙位置，而是通過時隙的標頭信息來區(qū)分不同的信息通路，用戶若沒有信息發(fā)送，則不占用時隙，信道的利用率得以提高。 異步時分復用是分組交換的技術基礎。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換37 分組存儲轉發(fā) 分組交換是一種存儲轉發(fā)式的交換方式 ， 其存儲轉發(fā)的基本數(shù)據(jù)單元是報文的 分組 （ Packet） 。 分組交換是報文交換的繼承和發(fā)展 。 報文一般較長 ， 分組通常是報文的一段 。 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 … … … … … … 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0首 部 數(shù) 據(jù) 首 部 數(shù) 據(jù) 首 部 數(shù) 據(jù)分 組發(fā) 送 在 前報 文存儲轉發(fā)的原理 郵件的傳遞過程就是發(fā)端局（中轉局）把一定時間里收到的信件存起來，進行分揀，然后進行轉發(fā)，信件的傳遞過程就是一個典型的存儲轉發(fā)過程。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換39 采用分組交換技術的通信網(wǎng)或通信子網(wǎng)稱為 分組交換網(wǎng) (如下圖 )。 分組交換網(wǎng) BACED H1HHHHH32456 （ a ） 通 信 子 網(wǎng) 和 主 機 通 信 子 網(wǎng)H1H2H4H6H5H3結 點交 換 機ABDEC1 2 3 4123441 2 31 2 341234 （ b ） 結 點 交 換 機 的 兩 組 端 口 結 點交 換 機結 點交 換 機結 點交 換 機結 點交 換 機高 速 鏈 路交 換 技 術第 5 章分 組 交 換40 結點交換機處理分組的過程是：將收到的分組先放入緩沖區(qū) ， 再查找 路由表 ， 然后確定將該分組交給某個端口轉發(fā)出去 。 采用存儲轉發(fā)的分組交換 ， 實質上是采用了在數(shù)據(jù)通信的過程中斷續(xù) (或動態(tài) )分配傳輸帶寬的策略 ， 這對傳送突發(fā)式的計算機數(shù)據(jù)非常合適 ， 使得通信線路的 利用率 大大提高 。 交換機處理分組的過程 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換41 分組交換的優(yōu)點和存在的問題 優(yōu)點 所采用的手段 高效 在分組傳輸中鏈路被統(tǒng)計復用，動態(tài)分配傳輸帶寬 靈活 每個結點均有智能 ， 可根據(jù)情況決定路由 迅速 以分組為單位，結點存儲轉發(fā)；網(wǎng)絡使用高速鏈路 可靠 采用完善的網(wǎng)絡協(xié)議和分布式多路由的通信子網(wǎng) 分組交換也帶來一些新的 問題 ， 分組在各結點存儲轉發(fā)時 ， 因為要排隊等待 ， 總會造成一定的時延 。 此外 ， 各分組必須攜帶的控制信息也造成了一定的額外開銷 。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換42 分組交換方式 數(shù)據(jù)報分組交換在傳送數(shù)據(jù)之前 ， 不需要預先建立任何連接 ， 而是直接按照每個分組首部中的目的地址獨立選擇轉發(fā)路徑 。 缺點 數(shù)據(jù)報方式可能引起屬于同一報文的各個分組的亂序 。 此外 ， 數(shù)據(jù)報提供的是一種 “ 盡力傳送 ” 的服務 。 當網(wǎng)絡發(fā)生擁塞時，網(wǎng)絡中的某個節(jié)點可能將一些分組丟失，所以數(shù)據(jù)報提供的服務是不能保證服務質量，是一種“盡力傳送”服務。 這種連接通路稱為虛通路或虛電路 (VC)。 由于虛電路所經(jīng)過的各條物理鏈路是采用異步時分復用方式傳輸分組的 ， 故虛電路連接不同于電路交換中的物理連接 ， 而是 邏輯連接 ， 并不獨占物理線路 。 虛電路實際使用的帶寬取決于單位時間內傳輸?shù)姆纸M數(shù) ， 因而帶寬的分配是 動態(tài) 的 。 需要注意的是采用了存儲轉發(fā)技術 ， 虛電路的分組交換只是斷續(xù)的占用一段又一段的鏈路 ， 并沒有真正獨占該物理電路 ， 這一點跟電路交換里面在通話期間自始至終占用一條端到端的物理信道是不同的 。 此外 ， 還可以采取連接接納控制等措施進行流量控制 。 虛電路有兩種建立方式：交換虛電路 (SVC)和永久虛電路 (PVC)。 根據(jù)用戶預約 ， 由網(wǎng)絡運營者為之建立的永久性虛電路 ， 稱之為 PVC， 不需建立連接直接傳輸 。 (4) 故障 敏感性 VC方式對故障較為敏感 。 (5) 提供的 服務 和 應用 VC方式支持面向連接的服務 ， 適用于連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳送 。 采用 DG方式的典型例子是 IP網(wǎng)；而采用 VC方式的典型例子是 (2) 選路 VC方式預先有連接建立過程 ， 每個分組到達交換結點時只需查找路由表 ， 而無需進行復雜的選路 。 (3) 分組 順序 VC方式中 ， 分組不會產(chǎn)生失序現(xiàn)象 。 交 換 技 術第 5 章分 組 交 換50 分組交換網(wǎng)的路由選擇 路由問題概述 非自適應路由選擇 自適應路由選擇 分組交換網(wǎng)的主要功能是將分組從源結點傳送到目的結點 。 那么路由應該如何表示 ？ 網(wǎng)絡依據(jù)什么信息來進行路由選擇 ？ 路由選擇應該采取哪些策略和算法 ？ 這些就是本節(jié)要討論的問題 。 中轉結點交換機根據(jù)分組的標頭 ， 可知道將該分組轉發(fā)到那個端口 (鏈路 )。 如圖所示 ， 假定分組的路徑為 A－ C－ E－ D， 可將這四個結點的編號和相應的鏈路標識在分組標頭域中 。 路由問題概述 一、路由表示法 路由表示法 標頭指示法 路由表法 ｛ A C E DI2I4I7分 組 數(shù) 據(jù)分 組 標 頭路 由 信 息交 換 技 術第 5 章分 組 交 換52 (2) 路由表法 每個結點交換機中保持著一個路由表 ， 這個路由表是根據(jù)采用的路由選擇算法預先或實時地計算出來的 ， 它以 表格的形式 列出了分組從該結點傳送到任意目的結點的路由信息 。 1243路 由 表 結 點 1 的