计算机网络基础第3章数据交换技术

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1、张基温编著中国人民大学出版社（第2版）计算机网络基础第3章数据交换技术3.1数据交换的基本概念3.2X.25协议与帧中继3.3ATM交换3.4局域网中的交换技术3.5路由器与IP技术3.6光交换3.7小结——网络连接设备综述3.1数据交换的基本概念3.1.1交换连接与交换网络3.1.2线路交换3.1.3存储转发交换3.1.4虚电路和数据报3.1.5TCP的连接与释放3.1.1交换连接与交换网络（a）点—点直接相连方式（b）交换相连方式接入交换机核心交换机（a）交换电话网接入/边界路由器骨干/核心路由器（c）IP网（b）交

2、换局域网三种交换网络的交换机的层次层次项目电话网交换局域网IP网高层名称长途交换机核心交换机核心路由器说明位于长途局进一步汇聚骨干交换机的流量在不同的地域或园区网之间转发数据中层名称汇接交换机汇接（骨干）交换机边界路由器说明位于汇接局汇聚本地交换机信号汇接接入交换机的流量，也连接一些服务器在不同的自治域（网络组）之间转发数据低曾名称本地交换机接入交换机内部路由器说明位于支局或大型客户端连接客户电话机连接客户计算机在局域网之间转发数据3.1.2线路交换源结点A交换结点B交换结点C目的结点D连接呼叫呼叫应答交换时延传输时延数

3、据传输传输时延确认连接释放时间连接建立数据传输建立电路交换的基本过程（1）连接建立阶段①发送数据方（A）沿可以到达目的结点的方向向一个相邻结点（被叫方B）发出请求连接呼叫；该中间结点如果允许，就建立一个局部连接。接着，呼叫继续向前推进，建立下一个局部连接，直到源结点与目的结点（D）之间逐点接通一条物理线路。②目的结点收到连接请求，如果同意进行通信，就沿已经建立的物理信道，反向返回一个同意连接的信息。这个过程相当于打电话时被叫方拿起话筒接受呼叫。（2）传输数据阶段①开始发送数据。②数据发送结束，接收方收到并验证正确后，向发

4、送方发回一个确认信息。（3）连接拆除阶段数据传输结束，两方中的任何一方都可以提出拆除连接请求，并沿到达对方的方向依次拆除连接，即交换机将原来的物理连接拆除。图3.3为由A发起拆除连接的情形。3.1.3存储转发交换目的D交换时延传送时延时间报文报文报文源结点A交换结点B交换结点C确认确认确认报文交换的基本过程用户数据报头分组报头分组报头分组3.1.4虚电路和数据报目的结点D时间呼叫请求分组交换结点C呼叫应答分组源结点A交换结点B建立虚电路释放请求分组释放应答分组拆除虚电路数据传输12341234确认分组数据分组虚电路工作原

5、理示意图ACDB123312整序123数据报工作原理示意图3.虚电路与数据报的比较（1）虚电路服务也称面向连接的服务，它有连接时延和拆除时延。数据报服务也称无连接的服务，没有连接时延和拆除时延。（2）数据报没有连接过程；各分组是一种各自为政的方式，传输路径不一定相同，并且每进行一次转发都要进行一次路由选择，再加上链路上的拥挤情况和带宽不同等因素的影响，在目的端的接收缓冲区中各分组的顺序会与源端不同，需要重新装配。而面向连接（虚电路）服务的传输是顺序进行的，不需要在目的端重新装配。（3）为了不断地进行路由选择，每个数据包都

6、必须具有目的方的完整地址。对于大型网络，目的地址字段会非常长。而对虚电路来说，由于在数据传输前路径已经确定，每个分组中不一定再需要完整的地址字段，只用简短的虚电路号代之。虚电路号表明经过一个结点时，下一步将从哪一条逻辑电路上发出去。为此，要为每个结点建立一张结点逻辑电路管理表。（4）面向连接的服务，可以同时提供流量控制和拥塞控制，而无连接的服务不能提供流量控制和拥塞控制。所以面向连接的虚电路称为可靠传送，而无连接的数据报称为不可靠的传输。3.1.5TCP的连接与释放1.与连接有关的信息（1）控制位（controlbits

7、）。也称标志位，用于设定和检查控制标志的的值。控制位共6个，各占1位。其中与连接有关的控制位有：·ACK（acknowlegementflag）：ACK=1，表示确认字段有效。·RST（resetflag）：连接复位——即强制终止一个通信连接。·SYN（synchronizeflag）：序号同步·FIN（finflag）：发送方字节流结束，后面不再发送报文段。（2）发送序号（sequencenumber，SEQ-N）。为了进行可靠传输，TCP要为TCP连接中传送的数据流的每个字节都依次编上序号（占用4个字节），并且在建立

8、连接时双方要互相通报本次连接使用的序号SEQ_N。在SYN报文中，SEQ_N是SYN的序号，即建立本次连接的初始序号，在该连接上发送的第1个数据字节的序号为初始序号+1。（3）确认号（acknowledgmentnumber,ACK-N）即应答号。ACK=0，则该报文段不含应答信息——ACK-N无效；ACK=1，AC