三章分组交换ppt课件

《三章分组交换ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三章分组交换ppt课件（20页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、2008年信息通信网课程年信息通信网课程第三章第三章 分组交换分组交换2008年信息通信网课程年信息通信网课程分组交换分组交换v概述概述v数据报交换数据报交换v虚电路交换虚电路交换vATM主要内容主要内容2008年信息通信网课程年信息通信网课程分组交换分组交换v概述概述v数据报交换数据报交换v虚电路交换虚电路交换vATM主要内容主要内容2008年信息通信网课程年信息通信网课程2.概述概述v分组交换机操作分组交换机操作v交换交换switching和转发和转发forwarding）：交换）：交换机被连接到许多链路，它从一条链路接收输入分组，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

2、从其它的链路传输出去。在把这些分组从其它的链路传输出去。v接收分组的链路所连接的端口称为输入端口，输出接收分组的链路所连接的端口称为输入端口，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适的输出端口v争用争用Contention）v如果到达交换机的分组预定传送到某个输出端口，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，

3、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直到输出端口有能力处理这些分组v拥塞拥塞Congested）v如果争用的持续时间太长，交换机中所有的缓存空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于频繁地被丢弃时，交换机就称为是拥塞的分组交换机分组交换机2008年信息通信网课程年信息通信网课程1.概述概述v数据报，它也是无连接数据报，它也是无连接connectionless的方法的方法v虚电路，它是面向连接虚电路，它是面向连接connecti

4、on的方法的方法分组交换类型分组交换类型2008年信息通信网课程年信息通信网课程分组交换分组交换v概述概述v数据报交换数据报交换v虚电路交换虚电路交换vATM主要内容主要内容2008年信息通信网课程年信息通信网课程2.数据报交换数据报交换v数据报数据报Datagram交换交换v分组中携带完整的目的地址分组中携带完整的目的地址v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原理目的地址端口A，B，C1H0D，E，F2转发表转发表转发表转发表(forwarding table):网桥或者二层交换机采用源网桥或者二层交换机采用源MAC地址学习

5、的方法来生成帧转发表地址学习的方法来生成帧转发表路由表路由表(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2008年信息通信网课程年信息通信网课程2.数据报交换数据报交换v无连接性：主机不需要建立连接就可无连接性：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，并且独立于前面的携带的地址进行，并且独立于前面的分组分组v健壮性：如果存在可替代路径则可以健壮性：如果存在可替代路径则可以绕开故障交换机或者链路绕开故障交换机或者链路特点特点IP

6、网络基于数据报交换网络基于数据报交换2008年信息通信网课程年信息通信网课程分组交换分组交换v概述概述v数据报交换数据报交换v虚电路交换虚电路交换vATM主要内容主要内容2008年信息通信网课程年信息通信网课程3.虚电路交换虚电路交换v分组发送前建立虚连接或者虚电路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，即在源和目的主机之间的每个交换机上建立交换机上建立“连接状态连接状态”v分组只需携带链路范围有效的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，在交换机上标识自己所属的VC原理原理交换机交换

7、机1交换机交换机2交换机交换机3交换机交换机4交换机1输入端口输入VCI输出端口输出VCI0345交换机2输入端口输入VCI输出端口输出VCI1527交换机4输入端口输入VCI输出端口输出VCI0744VC表记录：表记录：由由VC到达交换机的分组的输入端口到达交换机的分组的输入端口分组输入时的分组输入时的VCI从从VC离开交换机的分组的输出端口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用于输出分组的一个可能不同的VCI2008年信息通信网课程年信息通信网课程3.虚电路交换虚电路交换v永久虚电路永久虚电路PVC：Permanent VC）v管理员配置或者由管理员通过发起信令建立管理员

8、配置或者由管理员通过发起信令建立v交换虚电路交换虚电路SVC：Switched VC）v主机通过发起信令建立主机通过发起信令建立虚电路建立虚电路建立交换机交换机1交换机交换机2交换机交换机3交换机交换机4A发送建立分组给网络，发送建立分组给网络，最终目的地是最终目的地是B交换机交换机1为建立分组分配输为建立分组分配输入入VCI为为3交换机交换机2为建立分组分配输为建立分组分配输入入VCI为为5交换机交换机4为建立分组分配输为建立分组分配输入入VCI为为7D分配输入分配输入VCI为为4输入输入VCI通过反向路径返通过反向路径返回给沿途各个节点回给沿途各个节点2008年信息通信网课程年信息通信网课

9、程3.虚电路交换虚电路交换v连接性：主机建立虚连接以后才能发连接性：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送分组，分组携带链路范围内有效的VCI沿同一虚电路转发沿同一虚电路转发v服务质量保证：在建立连接阶段为每服务质量保证：在建立连接阶段为每条虚电路分配足够的资源，以保证带条虚电路分配足够的资源，以保证带宽、延时等需求宽、延时等需求特点特点ATM基于虚电路交换基于虚电路交换2008年信息通信网课程年信息通信网课程分组交换分组交换v概述概述v数据报交换数据报交换v虚电路交换虚电路交换vATM主要内容主要内容2008年信息通信网课程年信息通信网课程4.ATMvATM：Asynch

10、ronous Transfer Mode，异，异步传输模式步传输模式v面向连接的分组交换面向连接的分组交换/虚电路交换虚电路交换vQ.2931：连接建立信令，并且在路径上的交：连接建立信令，并且在路径上的交换机上分配资源换机上分配资源v信元：基本交换单位，固定长度信元：基本交换单位，固定长度5字节头字节头标标48字节数据）字节数据）概述概述为什么选择固定长度为什么选择固定长度53字节的信元？字节的信元？1构建硬件简单构建硬件简单2交换单元并行处理交换单元并行处理3队列行为优化：控制延迟、提高队列处理效率队列行为优化：控制延迟、提高队列处理效率2008年信息通信网课程年信息通信网课程4.ATM概

11、述概述队列优化举例：队列优化举例：假设：链路带宽假设：链路带宽100Mbps，队列中的分组具有不同的优先级，队列中的分组具有不同的优先级变长分组网络：最大分组长度为变长分组网络：最大分组长度为4KB，在交换机开始传输一个，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才能通过输出端口传输ATM网络：信元固定长度为网络：信元固定长度为53B，最长等待时间将是，最长等待时间将是538/100=4.24us，而且这个时间是固定的，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

12、能力，特别是控制延迟结论：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抖动的能力，这对某些应用例如实时应用非常重要2008年信息通信网课程年信息通信网课程4.ATM信元格式信元格式 4 8 16 3 1 8384(48 Bytes)GFCPayloadVPIVCIPTICLPHEC两种格式：两种格式：用户网络接口用户网络接口UNI：UserNetwork Interface）网络网络接口网络网络接口NNI：NetworkNetwork Interface），），VPI用额外用额外4bits代替代替GFC域域ATM的的UNI信元格式信元格式GFC

13、：通用流量控制：通用流量控制 VPI：虚路径标识符：虚路径标识符VCI：虚通道标识符：虚通道标识符 PTI：信元类型，管理或者数据、指示拥塞等：信元类型，管理或者数据、指示拥塞等CLP：信元丢失优先级：信元丢失优先级 HEC：头标差错校验，采用：头标差错校验，采用CRC8 12 16 3 1 8384(48 Bytes)PayloadVPIVCIPTICLPHECATM的的NNI信元格式信元格式2008年信息通信网课程年信息通信网课程4.ATMvAAL：ATM适应层适应层vAAL1、AAL2：话音等保证比特速率的应用：话音等保证比特速率的应用vAAL3/4：分组服务，包括面向连接：分组服务，包

14、括面向连接X.25和无连接和无连接(IP)效劳效劳vAAL5：简化：简化AAL3/4，更加有效地利用带宽，更加有效地利用带宽分段和重组分段和重组AALATMAALATM可变长度分组可变长度分组固定长度信元固定长度信元2008年信息通信网课程年信息通信网课程4.ATMATM交换交换AALATMDataDataAALATMPHYPHYATMPHYATMPHYEnd systemEnd systemNetwork2008年信息通信网课程年信息通信网课程4.ATM虚路径虚路径Physical LinkVPIVCIVPI(Virtual Path Identifier)：虚路径标识：虚路径标识 VCI(Virtual Channel Identifier)：虚通道标识：虚通道标识两个网络之间建立一条虚路径，公用两个网络之间建立一条虚路径，公用ATM网中交换机只使用网中交换机只使用VPI来决定转发，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交换机可以使用交换机可以使用VCI来进行转发来进行转发2008年信息通信网课程年信息通信网课程总结总结v数据报交换和虚电路交换数据报交换和虚电路交换vATM中信元定长中信元定长vVPI和和VCI本章要点本章要点