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基本信息
分組交換的實(shí)質(zhì)就是將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按一定長(zhǎng)度分成很多組，為了準(zhǔn)確的傳送到對(duì)方，每個(gè)組都打上標(biāo)識(shí)，許多不同的數(shù)據(jù)分組在物理線路上以動(dòng)態(tài)共享和復(fù)用方式進(jìn)行傳輸，為了能夠充分利用資源，當(dāng)數(shù)據(jù)分組傳送到交換機(jī)時(shí)，會(huì)暫存在交換機(jī)的存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)當(dāng)前線路的忙閑程度，交換機(jī)會(huì)動(dòng)態(tài)分配合適的物理線路，繼續(xù)數(shù)據(jù)分組的傳輸，直到傳送到目的地。到達(dá)目地之后的數(shù)據(jù)分組再重新組合起來(lái)，形成一條完整的數(shù)據(jù)。
分組是由分組頭和其后的用戶數(shù)據(jù)部分組成的。分組頭包含接收地址和控制信息，其長(zhǎng)度為3--10B，用戶數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度是固定的，平均為128B，最長(zhǎng)不超過(guò)256B。這里有一個(gè)問(wèn)題需要說(shuō)明：同一分組網(wǎng)內(nèi)分組長(zhǎng)度是固定的，而不同分組網(wǎng)分組長(zhǎng)度可以不同。分組交換：路由選擇確定了輸出端口和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)后，必須使用交換技術(shù)將分組從輸入端口傳送到輸出端口，實(shí)現(xiàn)輸送比特通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
分組交換技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到一定程度，人們除了打電話直接溝通，通過(guò)計(jì)算機(jī)和終端實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信，在傳輸線路質(zhì)量不高、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段還較單一的情況下，應(yīng)運(yùn)而生的一種交換技術(shù)。
分組交換也稱包交換，它是將用戶傳送的數(shù)據(jù)劃分成多個(gè)更小的等長(zhǎng)部分，每個(gè)部分叫做一個(gè)數(shù)據(jù)段。在每個(gè)數(shù)據(jù)段的前面加上一些必要的控制信息組成的首部，就構(gòu)成了一個(gè)分組。首部用以指明該分組發(fā)往何地址，然后由交換機(jī)根據(jù)每個(gè)分組的地址標(biāo)志，將他們轉(zhuǎn)發(fā)至目的地，這一過(guò)程稱為分組交換。進(jìn)行分組交換的通信網(wǎng)稱為分組交換網(wǎng)。分組交換實(shí)質(zhì)上是在“存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它兼有電路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)。
在分組交換方式中，由于能夠以分組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的暫存交換，經(jīng)交換機(jī)處理后，很容易地實(shí)現(xiàn)不同速率、不同規(guī)程的終端間通信。
發(fā)展歷程
1970年左右，人們開始研究一種新的長(zhǎng)途數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信的體系結(jié)構(gòu)形式：分組交換。
分組交換
分組交換
雖然使用的分組交換技術(shù)與那時(shí)相比已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，但是今天分組交換的基本技術(shù)與70年代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本上是相同的，而且分組交換仍然是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途數(shù)據(jù)通信少數(shù)有效的技術(shù)中的一種。并且兩種最新的廣域網(wǎng)技術(shù)：幀中繼和ATM，基本上是分組交換方式的變種。
分組交換是作為一種解決交互式處理應(yīng)用的技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的，它設(shè)計(jì)用來(lái)支持突發(fā)性的數(shù)據(jù)流的傳送，這種業(yè)務(wù)流的持續(xù)連接時(shí)間長(zhǎng)而業(yè)務(wù)量低。分組交換網(wǎng)絡(luò)采用了統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)，即多個(gè)會(huì)話連接可以共享一條通信信道，這無(wú)疑大大提高了傳輸效率。然而，共享通信鏈路會(huì)引入時(shí)延。因此未來(lái)我們要考慮的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是分組交換網(wǎng)絡(luò)如何傳送時(shí)延敏感的業(yè)務(wù)流，比如實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流。在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，分組通過(guò)一系列中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選路，通常要跨越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。它們以存儲(chǔ)——轉(zhuǎn)發(fā)的方式在一系列分組交換機(jī)（即路由器）之間轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)目的地。在傳輸過(guò)程中信息被分割成包含目的地址和序列號(hào)的分組。
分類
按照實(shí)現(xiàn)方式，分組交換可以分為數(shù)據(jù)報(bào)分組交換和虛電路分組交換。
數(shù)據(jù)報(bào)分組交換
數(shù)據(jù)包分組交換要求通信雙方之間至少存在一條數(shù)據(jù)傳輸通路。發(fā)送者需要在通信之前將所要傳輸?shù)?a href='http://tools.kfqgw-jgdw.cn/DetailInfo.aspx?nid=1878' target='_blank'>數(shù)據(jù)包準(zhǔn)備好，數(shù)據(jù)包都包含有發(fā)送者和接收者的地址信息。數(shù)據(jù)包的傳輸彼此獨(dú)立，互不影響，可以按照不同的路由機(jī)制到達(dá)目的地，并重新組合。
在這種方式中，每個(gè)分組按一定格式附加源與
分組交換
分組交換
目的地址、分組編號(hào)、分組起始、結(jié)束標(biāo)志、差錯(cuò)校驗(yàn)等信息，以分組形式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。網(wǎng)絡(luò)只是盡力地將分組交付給目的主機(jī)，但不保證所傳送的分組不丟失，也不保證分組能夠按發(fā)送的順序到達(dá)接收端。所以網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)是不可靠的，也不保證服務(wù)質(zhì)量。如圖9-2（a）所示，主機(jī)H1向H5發(fā)送的分組，有的經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)A-B-E，有的經(jīng)過(guò)A-C-E或A-B-C-E，主機(jī)H2向H6發(fā)送的分組，有的經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)B-D-E，有的經(jīng)過(guò)B-E。數(shù)據(jù)報(bào)方式一般適用于較短的單個(gè)分組的報(bào)文。其優(yōu)點(diǎn)是傳輸延時(shí)小，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響后續(xù)分組的傳輸。缺點(diǎn)是每個(gè)分組附加的控制信息多，增加了傳輸信息的長(zhǎng)度和處理時(shí)間，增大了額外開銷。
虛電路分組交換
它與數(shù)據(jù)報(bào)方式的區(qū)別主要是在信息交換之前，需要在發(fā)送端和接收端之間先建立一個(gè)邏輯連接，然后才開始傳送分組，所有分組沿相同的路徑進(jìn)行交換轉(zhuǎn)發(fā)，通信結(jié)束后再拆除該邏輯連接。網(wǎng)絡(luò)保證所傳送的分組按發(fā)送的順序到達(dá)接收端。所以網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)是可靠的，也保證服務(wù)質(zhì)量。如圖9-2（b）所示，主機(jī)H1向H5發(fā)送的所有分組都經(jīng)過(guò)相同的節(jié)點(diǎn)A-B-E，主機(jī)H2向H6發(fā)送的所有分組也都經(jīng)過(guò)相同的節(jié)點(diǎn)B-E。
這種方式對(duì)信息傳輸頻率高、每次傳輸量小的用戶不太適用，但由于每個(gè)分組頭只需標(biāo)出虛電路標(biāo)識(shí)符和序號(hào)，所以分組頭開銷小，適用長(zhǎng)報(bào)文傳送。
虛電路分組交換像電路交換一樣，通信雙方需要建立連接，只是與電路交換不同，分組交換的連接是虛擬連接（又稱為虛電路），連接中不存在一個(gè)獨(dú)占的物理線路。根據(jù)虛擬連接的實(shí)現(xiàn)方式，可以把虛電路分為交換虛電路和永久虛電路。
交換虛電路是需要通信雙方通過(guò)請(qǐng)求建立一個(gè)臨時(shí)連接，然后進(jìn)行通信，當(dāng)通信結(jié)束之后，該臨時(shí)連接就被拆除。
永久虛電路是通信雙方無(wú)需請(qǐng)求，只需要按照雙方約定建立一個(gè)連接，并在約定時(shí)間內(nèi)一直保持。
由此可得，面向連接工作方式和無(wú)連接工作方式的特點(diǎn)。
（1）面向連接工作方式的特點(diǎn)
不管是面向物理的連接還是面向邏輯的連接，其通信過(guò)程可分為三個(gè)階段：連接建立、傳送信息、連接拆除。
一旦連接建立，該通信的所有信息均沿著這個(gè)鏈接路徑傳送，且保證信息的有序性（發(fā)送信息順序與接收信息順序一致）。
信息傳送的時(shí)延比無(wú)連接工作方式的時(shí)延小。
一旦建立的連接出現(xiàn)故障，信息傳送就要中斷，必須重新建立連接，因此對(duì)故障敏感。
（2）無(wú)連接工作方式的特點(diǎn)
沒(méi)有連接建立過(guò)程，一邊選路、一遍傳送信息。
屬于同一通信的信息沿不同路徑到達(dá)目的地，該路徑事先無(wú)法預(yù)知，無(wú)法保證信息的有序性（發(fā)送信息順序與接收信息順序不一致）。
信息傳送的時(shí)延比面向連接工作方式的時(shí)延大。
對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障不敏感。
分組交換特點(diǎn)
（1）信息傳送的最小單位是分組
分組由組頭和用戶信息組成，分組頭含有選路和控制信息。
（2）面向連接（邏輯連接）和無(wú)連接兩種工作方式
虛電路采用面向連接的工作方式，數(shù)據(jù)報(bào)是無(wú)連接工作方式
（3）統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（動(dòng)態(tài)分配帶寬）
統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用的基本原理是把時(shí)間劃分為不等長(zhǎng)的時(shí)間片，長(zhǎng)短不同的時(shí)間片就是傳送不同長(zhǎng)度分組所需的時(shí)間，對(duì)每路通信沒(méi)有固定分配時(shí)間片，而是按需使用。這就意味著使用這條復(fù)用線傳送分組時(shí)間的長(zhǎng)短，由此可見統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用是動(dòng)態(tài)分配帶寬的。
（4）信息傳送為有差錯(cuò)控制
分組交換是專門為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)的交換方式，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是可靠性要求高，對(duì)實(shí)時(shí)性要求沒(méi)有電話通信高，因而在分組交換中為保證數(shù)據(jù)信息的可靠性，設(shè)有CRC校驗(yàn)、重發(fā)等差錯(cuò)控制機(jī)制，以滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特性的需求。
（5）信息傳送不具有透明性
分組交換對(duì)所傳送的數(shù)據(jù)信息要進(jìn)行處理，如拆分、重組信息等。
（6） 基于呼叫延遲制的流量控制
在分組交換中，當(dāng)數(shù)據(jù)流量較大時(shí)，分組排隊(duì)等待處理，而不像電路交換那樣立即呼損掉，因此其流量控制基于呼叫延遲。
優(yōu)點(diǎn)
分組交換網(wǎng)與電路交換網(wǎng)相比有許多優(yōu)點(diǎn)
分組交換
分組交換
利用率高
較之電路交換對(duì)鏈路的獨(dú)占性而言，不同的數(shù)據(jù)分組可以在同一條鏈路上以動(dòng)態(tài)共享和復(fù)用方式進(jìn)行傳輸，通信資源利用率高，從而使得信道的容量和吞吐量有了很大的提升。因?yàn)榻Y(jié)點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的單個(gè)鏈路可以由很多分組動(dòng)態(tài)共享。分組被排隊(duì)，并被盡可能快速地在鏈路上傳輸。
數(shù)據(jù)率
一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)行數(shù)據(jù)率的轉(zhuǎn)換：兩個(gè)不同數(shù)據(jù)率的站之間能夠交換分組，因?yàn)槊恳粋€(gè)站以它的自己的數(shù)據(jù)率連接到這個(gè)結(jié)點(diǎn)上。
排隊(duì)機(jī)制
在同一個(gè)鏈路上可以同時(shí)傳輸不同類型和規(guī)格的數(shù)據(jù)，當(dāng)分組網(wǎng)絡(luò)上有大量的分組時(shí)，可以根據(jù)設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐抨?duì)機(jī)制，保證優(yōu)先級(jí)高的分組優(yōu)先傳輸。當(dāng)電路交換網(wǎng)絡(luò)上負(fù)載很大時(shí)，一些呼叫就被阻塞了。在分組交換網(wǎng)絡(luò)上，分組仍然被接受，只是其交付時(shí)延會(huì)增加。
優(yōu)先級(jí)
在使用優(yōu)先級(jí)時(shí)，如果一個(gè)結(jié)點(diǎn)有大量的分組在排隊(duì)等待傳送，它可以先傳送高優(yōu)先級(jí)的分組。這些分組因此將比低優(yōu)先級(jí)的分組經(jīng)歷更少的時(shí)延。
缺點(diǎn)
分組交換網(wǎng)與電路交換網(wǎng)相比也有一些缺點(diǎn)
時(shí)延
一個(gè)分組通過(guò)一個(gè)分組交換網(wǎng)結(jié)點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生時(shí)延，而在電路交換網(wǎng)中則
分組交換
分組交換
不存在這種時(shí)延。
時(shí)延抖動(dòng)
因?yàn)橐粋€(gè)給定的源站和目的站之間的各分組可能具有不同的長(zhǎng)度，可以走不同的路徑，也可以在沿途的交換機(jī)中經(jīng)歷不同的時(shí)延，所以分組的總時(shí)延就可能變化很大。這種現(xiàn)象被稱為抖動(dòng)。抖動(dòng)對(duì)一些應(yīng)用來(lái)講是不希望有的（例如：電話話音和實(shí)時(shí)圖像等實(shí)時(shí)應(yīng)用中）。
開銷大
要將分組通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送，包括目的地址在內(nèi)的額外開銷信息和分組排序信息必須加在每一個(gè)分組里。這些信息降低了可用來(lái)運(yùn)輸用戶數(shù)據(jù)的通信容量。在電路交換中，一旦電路建立，這些開銷就不再需要。另外，分組交換網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)分布的分組交換結(jié)點(diǎn)的集合，在理想情況下，所有的分組交換結(jié)點(diǎn)應(yīng)該總是了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。但是，不幸的是，因?yàn)榻Y(jié)點(diǎn)是分布的，在網(wǎng)絡(luò)一部分狀態(tài)的改變與網(wǎng)絡(luò)其他部分得知這個(gè)改變之間總是有一個(gè)時(shí)延。此外，傳遞狀態(tài)信息需要一定的費(fèi)用，因此一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)從來(lái)不會(huì)“完全理想地”運(yùn)行。
交換原理
掛在分組交換網(wǎng)上的終端有兩類：分組型終端和一般終端。所謂分組型終端是以分組的形式發(fā)送和接收信息；一般終端它發(fā)送和接收的信息是報(bào)文，需經(jīng)分組裝拆設(shè)備處理后才能接入分組交換網(wǎng)。若發(fā)送終端是一般終端，要由PAD將其發(fā)送的報(bào)文拆成若干個(gè)分組再送往分組交換網(wǎng)上傳輸；若接收終端是一般終端，要由PAD將屬于一份報(bào)文的若干個(gè)分組重新組裝成報(bào)文再送給一般終端。
分組交換的基本原理是采用“存儲(chǔ)——轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)，從源站發(fā)送報(bào)文時(shí)，將報(bào)文劃分成有固定格式的分組（Packet），把目的地址添加在分組中，然后網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)將源站的分組接收后暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，再根據(jù)提供的目的地址，不斷通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機(jī)選擇空閑的路徑轉(zhuǎn)發(fā)，最后送到目的地址。這樣就解決了不同類型用戶之間的通信，并且不需要像電路交換那樣在傳輸過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間建立一條物理通路，而可以在同一條線路上以分組為單位進(jìn)行多路復(fù)用，所以大大提高了線路的利用率。
分組交換是把電路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)產(chǎn)生的一種交換技術(shù)。電路交換過(guò)程類似于打電話，當(dāng)用戶需發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，主叫方需通過(guò)呼叫，由交換網(wǎng)完成被叫才與它建立一條物理連接數(shù)據(jù)通路，需拆除連接時(shí)，由通信雙方中任一方完成。它的特點(diǎn)是適合發(fā)送一次性大批量的信息。由于建立連接時(shí)間長(zhǎng)，傳遞短報(bào)文時(shí)，效率較低。并且對(duì)通信雙方在信息傳輸速率、編碼格式、通信協(xié)議等方面完全兼容，這就限制了不同速率、不同編碼格式、不同通信協(xié)議的雙方用戶進(jìn)行通信。報(bào)文交換的基本原理是采用“存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)，從源站發(fā)送報(bào)文時(shí)，把目的地址添加在報(bào)文中，然后網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)將源站的報(bào)文接收后暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，再根據(jù)提供的目的地址，不斷通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機(jī)選擇空閑的路徑轉(zhuǎn)發(fā)，最后送到目的地址。這樣就解決了不同類型用戶之間的通信，并且不需要像電路交換那樣在傳輸過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間建立一條物理通路，而可以在同一條線路上以報(bào)文為單位進(jìn)行多路復(fù)用，所以大大提高了線路的利用率。但此種方式時(shí)延較長(zhǎng)，時(shí)延變化大，不適用于實(shí)時(shí)及會(huì)話式通信，但適用于電子郵件、計(jì)算機(jī)文件、公用電報(bào)等業(yè)務(wù)。
分組交換仍采用“存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)，但不像報(bào)文交換那樣以報(bào)文為單位進(jìn)行交換，而是將報(bào)文劃分成有固定格式的分組(Packet)進(jìn)行交換、傳輸，一般為1kbit～數(shù)千位，每個(gè)分組按一定格式附加源與目的地址，分組編號(hào)、分組起始、結(jié)束標(biāo)志、差錯(cuò)校驗(yàn)等信息，以分組形式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。當(dāng)源DTE將分組以比特串形式傳送至本地分組交換機(jī)PSE后，本地PSE收到每個(gè)分組要求的轉(zhuǎn)發(fā)信息，不管是否接通目的地址設(shè)備，都先存儲(chǔ)起來(lái)，然后檢查目的地址，在PSE保存的路由表中找到該目的地址規(guī)定的發(fā)送通路，PSE即按允許的最大發(fā)送速率轉(zhuǎn)發(fā)該分組。同樣，每個(gè)中轉(zhuǎn)PSE均按此方式存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)分組，直到將分組送到目的地pSE，再由該PSE送達(dá)目的地址DTE(見圖8－7)。按上述方式傳送的是分組交換中的數(shù)據(jù)報(bào)方式。一般適用于較短的單個(gè)分組的報(bào)文。其優(yōu)點(diǎn)是傳輸可靠性高、傳輸延時(shí)小，由于PSE上的存儲(chǔ)器容量減小，所以提高了經(jīng)濟(jì)性，缺點(diǎn)是每個(gè)分組附加的控制信息多，增加了傳輸信息的長(zhǎng)度和處理時(shí)間，增大了額外開銷。
分組交換的另一種方式叫虛電路方式，它與數(shù)據(jù)報(bào)方式的區(qū)別主要是在信息交換之前，由源DTE向本地PSE發(fā)送一特定呼叫請(qǐng)求的分組，其中含有目的DTE的地址及邏輯信道識(shí)別符，并由PSE中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。若呼叫被目的DTE接受，則相應(yīng)的響應(yīng)“呼叫接受”予以應(yīng)答，網(wǎng)絡(luò)即發(fā)出一個(gè)“呼叫連通”給源DTE，此時(shí)呼叫建立，在兩臺(tái)DTE之間建立一條稱作虛電路的邏輯通路，信息就能在這條虛電路上傳輸，直到數(shù)據(jù)交換結(jié)束，虛電路被拆除，相應(yīng)的邏輯信道識(shí)別符被釋放。所以虛電路方式在每次通信時(shí)都有虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸和拆除三個(gè)階段，類似于電路交換方式，但在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸是分組交換方式。這種方式對(duì)信息傳輸頻率高、每次傳輸量小的用戶不太適用，但由于每個(gè)分組頭只需標(biāo)出虛電路標(biāo)識(shí)符和序號(hào)，所以分組頭開銷小，適用長(zhǎng)報(bào)文傳送。
交換協(xié)議
公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)不同類型計(jì)
分組交換
分組交換
算機(jī)之間進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送的重要公共通信平臺(tái)，是國(guó)際上普遍采用的一種廣域連接方式。國(guó)際電信聯(lián)盟的電信標(biāo)準(zhǔn)部門ITU-TSS制定的X.25協(xié)議是世界上許多電信組織和廠商支持和遵守的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。X.25網(wǎng)絡(luò)是國(guó)際上廣泛采用的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。X.25是Tyltmet于1970年引入的，它是第一代分組交換系統(tǒng)。X.25網(wǎng)絡(luò)是為傳送數(shù)據(jù)而發(fā)展起來(lái)的，因此它與電話業(yè)務(wù)供應(yīng)商不是直接的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。X.25分組交換技術(shù)是為了滿足具有交互式特性的業(yè)務(wù)而出現(xiàn)的。交互式處理是在20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)的，它是一種連接時(shí)間長(zhǎng)，但數(shù)據(jù)量低的突發(fā)性數(shù)據(jù)流。X.25提供了一種可以使得多路會(huì)話共享同一通信信道的技術(shù)。
X.25網(wǎng)絡(luò)提出X.25技術(shù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)主要還是一個(gè)模擬的環(huán)境。
分組交換
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模擬網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)較嚴(yán)重的問(wèn)題是：噪聲在通過(guò)一些放大器時(shí)會(huì)被放大，這會(huì)導(dǎo)致非常高的差錯(cuò)率。因此，X.25提供的一個(gè)增值業(yè)務(wù)就是在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)施差錯(cuò)控制功能。由于分組交換是存儲(chǔ)——轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，在每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，要對(duì)分組進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。如果分組一切正常的話，中間節(jié)點(diǎn)將對(duì)原始發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)出確認(rèn)信息；如果中間節(jié)點(diǎn)接收到的分組有差錯(cuò)，節(jié)點(diǎn)將發(fā)出信息要求重傳。因此，在分組路經(jīng)的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果發(fā)現(xiàn)噪聲積累造成差錯(cuò)，就會(huì)對(duì)差錯(cuò)進(jìn)行糾正，從而可以保證數(shù)據(jù)流更為準(zhǔn)確地發(fā)送。就像PSTN網(wǎng)絡(luò)一樣，X.25分組交換網(wǎng)絡(luò)也是分級(jí)的。
在X.25分組交換網(wǎng)絡(luò)中，分組交換機(jī)分為兩大類：（1）一類交換機(jī)靠近用戶端，實(shí)際上，它們位于網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)。這類交換機(jī)的功能包括選路、轉(zhuǎn)發(fā)分組以及差錯(cuò)檢測(cè)和糾正。另外，為了能夠支持不同類型計(jì)算機(jī)的接入，完成不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，或者不同工作速率、不同編碼方式之間的轉(zhuǎn)換，還需要一些附加的功能，而這些功能就是在接入點(diǎn)處的交換機(jī)完成的。換句話說(shuō)，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)你的要求進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換工作，并將這種轉(zhuǎn)換作為網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的一部分，因此通過(guò)X.25網(wǎng)絡(luò)，你可以實(shí)現(xiàn)不同類型的設(shè)備之間的連接。（2）第二類交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部，它們不提供前面提到的高級(jí)別的增值功能，僅僅完成分組的選路、轉(zhuǎn)發(fā)以及差錯(cuò)控制和檢測(cè)。非標(biāo)準(zhǔn)X.25終端需要通過(guò)一個(gè)分組拆裝設(shè)備（PAD）連接到一個(gè)X.25網(wǎng)絡(luò)。PAD完成協(xié)議的轉(zhuǎn)換，生成X.25標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的分組，這樣數(shù)據(jù)才能通過(guò)X.25網(wǎng)絡(luò)傳送。這些PAD可以放在用戶側(cè)，也可以放在網(wǎng)絡(luò)側(cè)。
分組交換
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X.25本質(zhì)上是ITU-T制定的用戶設(shè)備和分組交換網(wǎng)絡(luò)之間的標(biāo)準(zhǔn)接入?yún)f(xié)議。它定義了分組模式的終端通過(guò)專用電路接入到公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接口。還有一些常用的X系列協(xié)議，它們是：
（1）X.28是終端設(shè)備與PAD之間的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；
（2）X.29是PAD與網(wǎng)絡(luò)之間的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；
（3）X.75是兩個(gè)或多個(gè)的分組交換網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的網(wǎng)關(guān)協(xié)議，其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以是專用的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，而另一個(gè)可以是公共分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，或者它們是兩個(gè)不同運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)等等。
X.25網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點(diǎn)：判斷一個(gè)特定技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)首先要看它所處的大環(huán)境。在一個(gè)模擬信息基礎(chǔ)環(huán)境中，噪聲是個(gè)大問(wèn)題，因此差錯(cuò)控制是必須的。但是，在每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，除了要選路以確定下一跳之外，還要對(duì)每一個(gè)分組實(shí)施差錯(cuò)控制，就會(huì)增加端到端的傳輸時(shí)延。因?yàn)?/span>X.25分組交換網(wǎng)絡(luò)只用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，所以時(shí)延或者分組的丟失對(duì)它來(lái)說(shuō)并不是十分關(guān)鍵的參數(shù)。X.25的另一個(gè)貢獻(xiàn)是它的分組大小。它使用相對(duì)較小的分組，一般為128字節(jié)或256字節(jié)。對(duì)這一問(wèn)題的優(yōu)劣評(píng)價(jià)也是隨著時(shí)間的不同而改變的。由于噪聲的因素，小的分組在X.25網(wǎng)絡(luò)中是十分有利的。如果在網(wǎng)絡(luò)中有噪聲，將會(huì)有差錯(cuò)出現(xiàn)，因而分組經(jīng)常需要進(jìn)行重發(fā)。很顯然，重發(fā)相對(duì)小的分組比重發(fā)長(zhǎng)的大塊信息效率更高，因此，X.25特別設(shè)計(jì)成使用較小的分組。同樣，因?yàn)樗窃缙诘木W(wǎng)絡(luò)，所以適合工作在相對(duì)低速率的鏈路。鏈路速率范圍一般從56kbit/s到2Mbit/s。
X.25的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）由于X.25是第一個(gè)提供第三層網(wǎng)絡(luò)地址信息
分組交換
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，從而使得分組能夠在一系列中間節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由和中繼的技術(shù)，因此它有很強(qiáng)的尋址功能；（2）由于使用了統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)，它的帶寬利用率較高；（3）分組可以繞開發(fā)生擁塞的節(jié)點(diǎn)而通過(guò)其他連接和節(jié)點(diǎn)重新進(jìn)行路由，因此改善了擁塞控制能力；（4）能夠持續(xù)地在每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)上對(duì)所有類型的差錯(cuò)進(jìn)行檢測(cè)和糾錯(cuò)，因此差錯(cuò)控制功能得以提高；（5）在節(jié)點(diǎn)和線路發(fā)生故障時(shí)可以重新選路，因此可用性很高。
X.25的缺點(diǎn)如下：（1）排隊(duì)時(shí)延較大；（2）低速通信鏈路；（3）分組尺寸較小，帶寬的利用率不如采用較大尺寸分組的新協(xié)議高；（4）沒(méi)有QoS保證，因此不適于對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用；（5）僅用于傳輸數(shù)據(jù)，而今天我們正努力尋求綜合業(yè)務(wù)的解決方案。
X.25協(xié)議簡(jiǎn)介：使用公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的一個(gè)重要部分就是與它們的接口。ITUX.25標(biāo)準(zhǔn)就是一種廣泛使用的接口。許多人使用術(shù)語(yǔ)“X.25網(wǎng)絡(luò)”，這導(dǎo)致許多人錯(cuò)誤地認(rèn)為X.25定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。但事實(shí)并非如此，X.25只是定義了DTE與公共數(shù)據(jù)網(wǎng)相連的DCE間的協(xié)議（圖9-4）。因此，X.25可嚴(yán)格地作為通過(guò)公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口或用戶-用戶接口。X.25協(xié)議是指用分組方式工作并通過(guò)專用電路和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)連接的終端使用的數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（DCE）之間的接口的協(xié)議。它定義了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、分組層（即網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)）三層協(xié)議，分別對(duì)應(yīng)于ISO/OSI七層模型的下三層。
（1）物理層：基本功能是建立、保持和拆除DTE和DCE之間物理鏈路,定義了物
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理鏈路的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程的特性，提供同步、全雙工的點(diǎn)到點(diǎn)比特流的傳輸手段，DTE和本地DCE之間的接口按X.21建議規(guī)定。（2）數(shù)據(jù)鏈路層：通過(guò)DTE和本地分組交換機(jī)PSE(PacketSwitchedEquipment)間的物理鏈路向分組層提供等待重發(fā)、差錯(cuò)控制方式的分組傳送服務(wù)，所以可靠性高，這一層規(guī)定的LAPB(LinkAccessProcedureBalanced)規(guī)程是HDLC規(guī)程的平衡類子集，主要規(guī)定了數(shù)據(jù)鏈路的建立和拆除規(guī)程、建立后的信息傳輸規(guī)程以及差錯(cuò)控制、流量控制等。另外這一層還規(guī)定了多鏈路規(guī)程MLP（MultiLinkProcedure），通過(guò)在多條平行的數(shù)據(jù)鏈路上同時(shí)傳送信息幀，以提高信息的吞吐量和可靠性。
（3）分組層(網(wǎng)絡(luò)層)：主要描述DTE/DCE接口上交換控制信息和用戶數(shù)據(jù)的分組層規(guī)程，規(guī)定了虛電路業(yè)務(wù)規(guī)程、基本分組結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分組格式以及可選用的用戶業(yè)務(wù)功能等。這一層采用的是時(shí)分復(fù)用原理，實(shí)現(xiàn)一個(gè)源DTE利用一條物理電路呼叫多個(gè)目的DTE進(jìn)行分組數(shù)據(jù)交換。此外還提供永久虛電路PVC業(yè)務(wù)，這是供用戶固定使用的虛電路，源DTE不用必須建立呼叫即能使用虛電路。X.25中各分層協(xié)議的相互關(guān)系。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
分組交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般由分
分組交換
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組交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)管理中心、遠(yuǎn)程集中器、分組裝拆設(shè)備、分組終端/非分組終端和傳輸線路等基本設(shè)備組成。(1)分組交換機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)終端與交換機(jī)之間的接口協(xié)議(X·25)，交換機(jī)之間的信令協(xié)議(如X·75或內(nèi)部協(xié)議)，并以分組方式的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、提供分組網(wǎng)服務(wù)的支持，與網(wǎng)路管理中心協(xié)同完成路由選擇、監(jiān)測(cè)、計(jì)費(fèi)、控制等。根據(jù)分組交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的地位，分為轉(zhuǎn)接交換機(jī)和本地交換機(jī)兩種；(2)網(wǎng)路管理中心(NMC)與分組交換機(jī)共同協(xié)作保證網(wǎng)路正常運(yùn)行。
其主要功能有網(wǎng)路管理、用戶管理、測(cè)量管理、計(jì)費(fèi)管理、運(yùn)行及維護(hù)管理、路由管理、搜集網(wǎng)路統(tǒng)計(jì)信息以及必要的控制功能等等，是全網(wǎng)管理的核心；(3)分組裝拆設(shè)備(PAD)的主要功能是把普通字符終端的非分組格式轉(zhuǎn)換成分組格式，并把各終端的數(shù)據(jù)流組成分組，在集合信道上以分組交織復(fù)用，對(duì)方再將收到的分組格式作相反方向的轉(zhuǎn)換。(4)遠(yuǎn)程集中器的功能類似于分組交換機(jī)，通常含有PAD的功能，它只與一個(gè)分組交換機(jī)相連，無(wú)路由功能，使用在用戶比較集中的地區(qū)，一般裝在電信部門。(5)提供網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)：交換虛電路和永久虛電路及其他補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如閉和用戶群，網(wǎng)路用戶識(shí)別等。在端到端計(jì)算機(jī)之間通信時(shí)，進(jìn)行路由選擇，以及流量控制。能提供多種通信規(guī)程，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，維護(hù)運(yùn)行，故障診斷，計(jì)費(fèi)與一些網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)等。
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