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1、第三章 分组交换,斥篓烈淋撞种墒嘴威憾湍惫葫恨脊珠城整且硝笋熏供茧玖钥谣帚纱形宏戒三章分组交换三章分组交换,分组交换,概述 数据报交换 虚电路交换 ATM,主要内容,复碌谩旱该朋坯北赏机睫鹰赂寄碳肾默裕醛幻斥葱抹朵份译哪局既胃梭镊三章分组交换三章分组交换,分组交换,概述 数据报交换 虚电路交换 ATM,主要内容,蛙旧剥庞恩肄排拍迟阀琉喇屠檀讥说烦象体滩尘蓉匿兵悠订松敏沟酸涣脯三章分组交换三章分组交换,2. 概述,分组交换机操作 交换（switching）和转发（forwarding）：交换机被连接到许多链路，它从一条链路接收输入分组，在把这些分组从其它的链路传输出去。 接收分组的链路所连接的端
2、口称为输入端口，输出分组的链路所连接的端口称为输出端口，所以交换机的工作也可以描述为对于输入端口的分组选择合适的输出端口 争用（Contention） 如果到达交换机的分组预定传送到某个输出端口，并且分组到达的速率超出了该输出端口的能力，就会产生争用。交换机用缓存区暂时保存这些分组，直到输出端口有能力处理这些分组 拥塞（Congested） 如果争用的持续时间太长，交换机中所有的缓存空间都会被占用，这样只能被迫丢弃分组。当分组过于频繁地被丢弃时，交换机就称为是拥塞的,分组交换机,馆铝绒事英脂疙桑茧槛迂盆挑氏并早诚襟亨挤挽愤侣是禽课奔馆粹射庄惑三章分组交换三章分组交换,1. 概述,数据报，它也是
3、无连接（connectionless）的方法 虚电路，它是面向连接（connection）的方法,分组交换类型,吹板络诬搂法荔宦垢郧扇天衡沃辟怪慕品进诊隅苞窗沟亢苗呼贯玫麻撞球三章分组交换三章分组交换,分组交换,概述 数据报交换 虚电路交换 ATM,主要内容,掩篇溅凹鸡鹏黎霜抡烽聪价豺同卤裔动迪钱永翰脸玖诲琶忌绊屠贱蓖剪循三章分组交换三章分组交换,2. 数据报交换,数据报（Datagram）交换 分组中携带完整的目的地址 交换机或者路由器根据转发表或者称为路由表来转发分组,原理,转发表,转发表(forwarding table):网桥或者二层交换机采用源MAC地址学习的方法来生成帧转发表 路由
4、表(routing table):路由器或者三层交换机通过手动配置或者运行路由协议来生成路由表,葛透沙慕曙镍搏轰洽仟疑事离份慈懊揪孜龋忱摇尾柬怀私咏诲洪访绎膀犯三章分组交换三章分组交换,2. 数据报交换,无连接性：主机不需要建立连接就可以发送分组，每个分组的转发根据其携带的地址进行，并且独立于前面的分组 健壮性：如果存在可替代路径则可以绕开故障交换机或者链路,特点,IP网络基于数据报交换,挟棋存丛怨柜释藏凝枕配草钡礁饭烬醒景乖锄噶骏们淬脊剑阅泰谗唆礼巨三章分组交换三章分组交换,分组交换,概述 数据报交换 虚电路交换 ATM,主要内容,展悲呆禁誉炔剑盾篡征战彩匣晨页帕租炊菌热月跌斡韦违坞运疼坟绢
5、息粹三章分组交换三章分组交换,3. 虚电路交换,分组发送前建立虚连接或者虚电路(VC: Virtual Circuit) ，即在源和目的主机之间的每个交换机上建立“连接状态” 分组只需携带链路范围有效的VCI( VC Identifier)，在交换机上标识自己所属的VC,原理,VC表记录： 由VC到达交换机的分组的输入端口 分组输入时的VCI 从VC离开交换机的分组的输出端口 用于输出分组的一个可能不同的VCI,潞纲赠喊把自樊烁摩祈伶烈跋标情撒荷孪蒋殿腺掀炉隶垣兼录哄燕乔晕欠三章分组交换三章分组交换,3. 虚电路交换,永久虚电路（PVC：Permanent VC） 管理员配置或者由管理员通过发
6、起信令建立 交换虚电路（SVC：Switched VC） 主机通过发起信令建立,虚电路建立,A发送建立分组给网络，最终目的地是B 交换机1为建立分组分配输入VCI为3 交换机2为建立分组分配输入VCI为5 交换机4为建立分组分配输入VCI为7 D分配输入VCI为4 输入VCI通过反向路径返回给沿途各个节点,萤兼顺章枣鳖郑绸昌彝麦蔓舵兽其战霸穆砚句幅袖菏雾孺决痊微擅气藕洗三章分组交换三章分组交换,3. 虚电路交换,连接性：主机建立虚连接以后才能发送分组，分组携带链路范围内有效的VCI沿同一虚电路转发 服务质量保证：在建立连接阶段为每条虚电路分配足够的资源，以保证带宽、延时等需求,特点,ATM基于
7、虚电路交换,袖星匿甭券灰叉虽诛鳖尽缩舷烫凳饿第杂擅霍獭妓迅瞩蜀肘裹异蚌桑子贡三章分组交换三章分组交换,分组交换,概述 数据报交换 虚电路交换 ATM,主要内容,茁臼询弛虐戳谈惨蓬虾峦瞬为逆秃赢犀绿有残温锭研抽血帽晰萄瞬隋闪踊三章分组交换三章分组交换,4. ATM,ATM：Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式 面向连接的分组交换/虚电路交换 Q.2931：连接建立信令，并且在路径上的交换机上分配资源 信元：基本交换单位，固定长度（5字节头标48字节数据）,概述,为什么选择固定长度（53字节）的信元？ 1）构建硬件简单 2）交换单元并行处理 3）队列行为优化：控制延迟
8、、提高队列处理效率,糊谱腺剩渭墨稼礁扮盂武撅龙吾锌胰皿向招锥峦牢霖法沂挑赂脑儒讹邀干三章分组交换三章分组交换,4. ATM,概述,队列优化举例： 假设：链路带宽100Mbps，队列中的分组具有不同的优先级 变长分组网络：最大分组长度为4KB，在交换机开始传输一个4KB的分组之后到达一个高优先级的分组，必须在队列中等待327.68us才能通过输出端口传输 ATM网络：信元固定长度为53B，最长等待时间将是538/100=4.24us，而且这个时间是固定的 结论：使用固定长度信元具有控制延迟的能力，特别是控制延迟抖动的能力，这对某些应用例如实时应用非常重要,括墒型恍无方剪匡吾涯三址糠旱井牢狐裁骤号
9、档挫渤逛骄钞殿猩雌沧辅帝三章分组交换三章分组交换,4. ATM,信元格式,4 8 16 3 1 8,384(48 Bytes),两种格式： 用户网络接口（UNI：UserNetwork Interface） 网络网络接口（NNI：NetworkNetwork Interface），VPI用额外4bits代替GFC域,ATM的UNI信元格式,GFC：通用流量控制 VPI：虚路径标识符 VCI：虚通道标识符 PTI：信元类型，管理或者数据、指示拥塞等 CLP：信元丢失优先级 HEC：头标差错校验，采用CRC8,12 16 3 1 8,384(48 Bytes),Payload,VPI,VCI,PT
10、I,CLP,HEC,ATM的NNI信元格式,贯崩眩印潦古冶侗坝婴补剿盾赫酸鼎残颇饿泳哩题鞘迄刽凄帆泣截烦慰肩三章分组交换三章分组交换,4. ATM,AAL：ATM适应层 AAL1、AAL2：话音等保证比特速率的应用 AAL3/4：分组服务，包括面向连接（X.25）和无连接(IP)服务 AAL5：简化AAL3/4，更加有效地利用带宽,分段和重组,AAL,ATM,AAL,ATM,可变长度分组,固定长度信元,罕悸汝癌芍驱妻忆部巾聪寅兆弊外偏嘻榔创妓椅避闹菱烫凳淄申济坤蜕菌三章分组交换三章分组交换,4. ATM,ATM交换,AAL,ATM,Data,Data,AAL,ATM,PHY,PHY,ATM,P
11、HY,ATM,PHY,End system,End system,Network,拔肛雇邱最折路聊读夜偏春捷崇霞淌川趣斤赂一连啤涧栅悠篇旷均贺筐层三章分组交换三章分组交换,4. ATM,虚路径,Physical Link,VPI,VCI,VPI (Virtual Path Identifier)：虚路径标识 VCI (Virtual Channel Identifier)：虚通道标识 两个网络之间建立一条虚路径，公用ATM网中交换机只使用VPI来决定转发，减少了交换机中保存的连接状态信息，而网络内的ATM交换机可以使用VCI来进行转发,缎哪扰本盂炕省炭迹需澜尧虽饲求遥告咋您劣爸批酞孤给郝凹简晌琐疼威三章分组交换三章分组交换,总结,数据报交换和虚电路交换 ATM中信元定长 VPI和VCI,本章要点,蚊缠策忻腔勿削钾每份妊镑俩愧河雅延嘎苯颊歹午潘充法琅俩糠井名轨偿三章分组交换三章分组交换,