现代交换原理

1、132 123 456 7，89101112131415123421341234314224131632141234142314321718192021 2223242526272829 30313233 为进行网络中的数据交换而建立的规则为进行网络中的数据交换而建立的规则称为称为网络协议网络协议。 网络协议明确了所交换的数据格式以及网络协议明确了所交换的数据格式以及相关的时序问题相关的时序问题, ,称为称为语法、语义和同步语法、语义和同步。 34 对于复杂的网络协议，最好采用分层结构对于复杂的网络协议，最好采用分层结构 35 网络的各层及其协议的集合，称网络的各层及其协议的集合，称为为网络体

2、系结构网络体系结构。 OSI/RM、TCP/IP、802.X、ATM。 36第第N层层第第N-1层层SAP（N)服务实体服务实体(N-1）服务实体）服务实体服务数据服务数据单元单元SDU协议数据协议数据单元单元PDU37（N)服务实体服务实体(N-1）服务实体）服务实体（N)服务实体服务实体(N-1）服务实体）服务实体（N）对等层协议）对等层协议（N1）对等层协议）对等层协议38 面向连接的通信：建立连接、保持连接和拆除连接面向连接的通信：建立连接、保持连接和拆除连接无连接的通信：自寻路方法无连接的通信：自寻路方法39 开放系统互连参考模型是由国际标准化开放系统互连参考模型是由国际标准化组织组

3、织ISO制定的网络标准，称为制定的网络标准，称为OSI标准。标准。 只要遵守只要遵守OSI ，一个系统就可以和位于，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵守世界上任何地方的、也遵守OSI的其他任何的其他任何系统进行通信。系统进行通信。 40物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层 41 物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接，以便透明的传送比特流。连接，以便透明的传送比特流。 在物理层上传送的数据单位是比特。在物理层上传送的数据单位是比特。 物理层规定了的四个特性是机械特性、电气特物理层规定了

4、的四个特性是机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。性、功能特性和规程特性。 42 数据链路层负责在两个相邻节点间的线路上，数据链路层负责在两个相邻节点间的线路上，无差错地传送以帧为单位的数据。无差错地传送以帧为单位的数据。 每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。控制信息中，有同步信息、地址信息、差错信息。控制信息中，有同步信息、地址信息、差错控制、流量控制等信息。控制、流量控制等信息。 集线器、交换机、网桥集线器、交换机、网桥43 寻址功能寻址功能 选择合适的路由和交换节点，使发送站的传输选择合适的路由和交换节点，使发送站的传输层所传下来的数据

5、能够正确无误的按照地址找到目层所传下来的数据能够正确无误的按照地址找到目的站，并交给目的站的传输层。的站，并交给目的站的传输层。 在网络层数据传送的单位是分组。在网络层数据传送的单位是分组。 路由器路由器 44 传输层为会话层提供了可靠的端到端的服务。传输层为会话层提供了可靠的端到端的服务。 传输层屏蔽了网络层，使会话层看不见传输层传输层屏蔽了网络层，使会话层看不见传输层以下的数据通信的细节。传输层只能存在于端系以下的数据通信的细节。传输层只能存在于端系统中。统中。 在传输层，信息的传送单位是报文。在传输层，信息的传送单位是报文。 服务器服务器45 对数据传输进行管理。会话层在两个互相对数据传

6、输进行管理。会话层在两个互相通信的应用进程之间，建立、组织和协调其交互。通信的应用进程之间，建立、组织和协调其交互。46 表示层将要交换的数据从适合某一用户的抽表示层将要交换的数据从适合某一用户的抽象语法，转换为适合象语法，转换为适合OSI内部使用的传送语法。内部使用的传送语法。 对传送的数据加密和解密。对传送的数据加密和解密。 47 应用层确定应用进程之间通信的性质以满应用层确定应用进程之间通信的性质以满足用户的需要。足用户的需要。 48物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层控制信息控制信息用户数据用户数据49物理层物理层数据链路层数据链

7、路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层控制信息控制信息用户用户数据数据50物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输媒体传输媒体物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层51 差错控制通常分为两步：首先是差错检测，差错控制通常分为两步：首先是差错检测，通过差错检测可以发现接收的数据是否正确，通过差错检测可以发现接收的数据是否正确，如果不正确则进行第二步，差错纠正。如果不正确则进行第二步，差错纠正。 常用的差错纠正方法有两种

8、：一是自动请常用的差错纠正方法有两种：一是自动请求重发（求重发（Automatic Repeat request，ARQ），），二是前向纠错（二是前向纠错（Forword Error Correction，FEC）。）。 52 在在k比特信息位附加一位效验位构成码字，使比特信息位附加一位效验位构成码字，使码字中码字中1的总数为奇数（奇校验码）或偶数（偶校的总数为奇数（奇校验码）或偶数（偶校验码），即满足下列条件：验码），即满足下列条件： an-1+an-2+a0=1（奇校验码）（奇校验码） an-1+an-2+a0=0（偶校验码）（偶校验码） 式中式中a0为校验位，其它为信息位。为校验位，其它

9、为信息位。53对对0011110 信息进行奇偶校验信息进行奇偶校验奇校验奇校验 0011110偶校验偶校验 001111010发现奇数个错误，但无纠错能力发现奇数个错误，但无纠错能力54生成多项式：生成多项式：G(X)= Xk+ Gk-1Xk-1+ G1X + G0码多项式：码多项式：S(X)= Sn-1Xn-1+ Sn-2Xn-2 + S1X + S0Xk S(X) =G(X)Q(x) +D(X)G(X)55最终发送序列最终发送序列T（Sn-1，S0 ，Dk-1，D0）监督元监督元K位（位（Dk-1，Dk-2，D1，D0）56 通过通过R(X) / G(X)，通过能否整除，判断，通过能否整除

10、，判断接收数据的准确性。接收数据的准确性。57停止等待停止等待ARQ58后退后退N帧帧ARQ5960 流量控制流量控制 对网络中两个节点的数据流量加以控制。采用的方法对网络中两个节点的数据流量加以控制。采用的方法是由接收端来控制发送端的发送速度，使其满足自身的处是由接收端来控制发送端的发送速度，使其满足自身的处理能力，避免出现过载，也就是拥塞。理能力，避免出现过载，也就是拥塞。 拥塞控制拥塞控制 使网络中的分组数量保持在某一个量值之下，避免使网络中的分组数量保持在某一个量值之下，避免由于分组数量过多而造成的排队时延增大，分组丢失等现由于分组数量过多而造成的排队时延增大，分组丢失等现象。象。 死

11、锁防止死锁防止 死锁防止技术就是合理的设计网络而避免出现死锁，死锁防止技术就是合理的设计网络而避免出现死锁，并在死锁情况下及时恢复网络通信。并在死锁情况下及时恢复网络通信。61滑动窗口协议滑动窗口协议 滑动窗口协议进行流量控制的方法与后退滑动窗口协议进行流量控制的方法与后退N帧帧ARQ协议中使用的滑动窗口是完全一致的。通过控协议中使用的滑动窗口是完全一致的。通过控制窗口宽度决定发送端发送数据的速率，因此窗口制窗口宽度决定发送端发送数据的速率，因此窗口宽度的选择是十分关键的。宽度的选择是十分关键的。漏斗式速率控制算法漏斗式速率控制算法 在数据通信中发生拥塞的原因是由于数据业务在数据通信中发生拥塞

12、的原因是由于数据业务往往具有突发性，如果发送端能够按一个恒定的速往往具有突发性，如果发送端能够按一个恒定的速率发送数据，则拥塞现象将大大降低。根据这种特率发送数据，则拥塞现象将大大降低。根据这种特点，可以采用一种称为业务整形的流量控制方法，点，可以采用一种称为业务整形的流量控制方法，这种方法使分组以某种固定的速率传送。这种方法使分组以某种固定的速率传送。6263 总线形拓扑使用一根称为总线的电缆连接网总线形拓扑使用一根称为总线的电缆连接网络中的所有节点。所有节点共享全部带宽。络中的所有节点。所有节点共享全部带宽。 64 数据沿着环向一个方向传送，数据的目的地数据沿着环向一个方向传送，数据的目的

13、地址节点接收并处理该数据。址节点接收并处理该数据。65 每个节点都将数据发送到中心节点，再由中每个节点都将数据发送到中心节点，再由中心节点转发到目的节点。心节点转发到目的节点。66 树形拓扑采用分层结构，任何节点发出树形拓扑采用分层结构，任何节点发出的数据都可传送到整个网络。的数据都可传送到整个网络。67 在网形网络中，任何两个节点都直接相在网形网络中，任何两个节点都直接相连，网形网络又称为全互连网络。连，网形网络又称为全互连网络。 68 现代通信网络包括有终端、传输和交换三要素，其中现代通信网络包括有终端、传输和交换三要素，其中交换技术决定了网络的性能。交换技术决定了网络的性能。 常用的交换技术有电路交换、报文交换、分组交换、常用的交换技术有电路交换、报文交换、分组交换、ATM交换、多协议标签交换、软交换等。交换、多协议标签交换、软交换等。 网络体系结构是通信网络的基础，不同的网络具有不同网络体系结构是通信网络的基础，不同的网络