分组交换数据网

分组交换是采用 OSI 模式的下三层结构，它以 CCITTX． 25 建议为基础， 可满足不同速率、不同型号的终端与终端、终端与计算机、计算机与计算机间以及局域网间的通信。

1. 分组交换网的主要技术特点

．采用统计复用技术，动态分配带宽

．采用统计复用技术，当用户有数据要传输时才分配给他资源，而当用户暂停发送数据时，不给他分配线路资源，这时线路的传输能力可用于为其它用户传输更多的数据，保证合理、有效地利用网络资源。

．采用存储转发方式

由于分组交换采用了存储转发方式，因而可进行协议转换、地址转换和速率转换。分组交换将来自终端的报文分组，并视电路的空闲情况以分组为单位在网内传输，最终传递到对方终端。由于每个分组部含有控制信息，所以分组终端尽管和分组交换之间只有一条用户线相连，但可相互利用通信的空余时间和多个用户终端进行通信。

．强的检错、纠错和流量、拥塞控制

分组交换是在模拟线路环境下建立和发展起来的，因而它有了一套很强的检错、纠错和流量、拥塞控制机制，使网络平均误比特率小于 10—10，防止网络拥塞。

．采用面向联接的交换技术，可提供交换虚电路（SVC）和永久虚电路

（PVC），具有基本业务和任选业务功能。

交换虚电路使用灵活，每次均可与不同的用户建立通信电路，在用户通信之前，需要通过网络建立逻辑上的联接，联接建立后就在网络中保持已建立的数据通信；通信结束后释放虚电路。

PVC 适用于点对点固定联接的用户使用，它类似于固定专线，由用户申请时提出，电信部门固定做好，用户一开机即固定建立起电路，不需每次通信临时建立和释放。

用户任选功能是为了满足用户的特殊要求，向用户提供的特殊业务功 能。用户任选功能分为合同期内使用的任选业务和在每次呼叫基础上可使用的任选业务。

以中国公用分组交换网（ChinaPAC）为例，所能提供国际电联 ITU 规定的任选业务见表 2—1。

CHINAPAC 提供两类可选业务：

用户申请时提出，租约期内使用（不需每次通信时约定）

申请时提出，每次呼叫时可选

注：

一：不适用 E：可以使用的基本用户业务或功能A：可以使用的附加用户业务或功能FS：有待进一步研究

同步：指使用 X．25 或 X．32 接口的终端异步：指使用 X．28 接口的终端

表 3．2．1

ChinaPAC 还提供其它非ITU—T 建议的业务功能，例如虚拟专用网， TCN

／IP、多址广播及帧中继等业务功能。

分组网主要适用于交互式短报文，数据传输速率在 64kbps 以下，且能容忍网络平均时延大致在 1 秒以内的应用场合。而且由于分组交换的资费是采用与距离无关，只计算占用电路的时间和通过的业务量。在实时性要求不高和报文长度较短的通信中，采用分组交换比较经济。

1. 如何接入分组交换网

①用户接入协议

以 ChinaPAC 为例，ChINAPAC 支持下列的用户接入协议：

．CCITTX．3、X．25、X．28、X．29、X．32、X．75 协 议等；

．IBM SNA 网络协议、令牌环、帧中继、TCP／IP 协议等。

②用户入网方式和通信速率

用户接入 ChinaPAC 示意图见图 3．2．1。

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（图 3．2．1 用户接入 ChinaPAC）

．电话拨号方式可用 X．28 异步方式和X．32 同步方式，入网速率为 1200～ 9600bps。

．专线方式可用 X．28 异步进网和 X．25／SDLC 同步专线方式。在模拟专线时，速率为 1200—19200bps，DDN 数字专线时，速率为 1．2—256kbps。它适用于通信业务量大，使用频率高，要求高可靠性，无呼损的应用。由于需租用专线，因此费用较高。

1. 数字数据网 DDN

DDN 是利用光纤（数字微波和卫星）数字传输通道和数字交叉复用节点， 组成数字数据传输网，它可提供各种速率的高质量数字专用电路。

1. DDN 的主要技术特点

．DDN 是同步数据传输网，不具备交换功能，但可利用交叉联接技术使其具有信道交换功能。

．传输速率高、网络时延小， DDN 采用了同步传送方式的数字时分复用技术，用户数据信息根据预先确定的协议，在固定的通路时隙内以预先设定的通信带宽和通信速率顺序传输，信息传输时延小。对于一个固定的联接， 其信息传输时延是固定的，传输过程的平均时延≤450μS。

．全透明网 DDN 对应于物理层，是不管任何规程约束的全透明网，它利用数字通道提供半永久性联接电路，可支持数据、图像、声音等多种业务。

．信息传递的业务量大

DDN 的信道带宽可按 N×64kb／s （N＝1－31）任意选择，可根据信息量，选择所需要的传输速率通道。DDN 主要适合于业务量大且持续，稳定或实时性强的中高速点对点、点对多点的专线场合。但由于 DDN 是固定信道方式，无法实现统计复用，因此线路利用率低，不适用处理突发性业务。

1. 用户接入方式

用户使用 DDN 业务示意图见图 3．2．2。

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（图 3．2．1 用户使用 DDN 业务示意图）

．通过模拟专线（用户环路）和调制解调器入网，通信速率受用户入网距离限制，速率最高为 2．048mbps。

．通过光纤电路入网，通信速率可灵活选择。 3）以中国公用数字数据网（ChinaDDN）为例，主要提供下列业务：

．租用专线业务，提供点对点和一点对多点专线业务。DDN 的多点业务适用金融、证券等集团用户组建总部与其分支机构的业务网。利用多点会议

功能可组建会议电视系统。

．帧中继业务，用户以一条专线接入 DDN，可同时与多个点建立 PVC 的帧中继电路。

．话音／传真业务，提供带信令的模拟接口，用户可直接通话，也可用于传真。

．虚拟建网功能，集团用户可利用 DDN 的传输，网络端口等网络资源组成一个虚拟专用网络，并可以自己管理属于专用网络的资源。

4，帧中继

帧中继（FR—Frame Relay）采用了简化的 X．25 通信协议，使用物理层和链路层的结构，纠错和流量控制等处理由智能终端来完成，在用户一网络接口（UNI）之间提供用户信息流的双向传递，并保持原顺序不变的一种承载业务，用户信息流以帧为单位在网络内传递。帧中继是由于宽频带、高质量、数字化的光纤使传输质量提高，终端日益智能化，例如局域网中 TCP／ IP、SMA 等协议，本身就具有纠错、流量控制等功能，从而将原有网络中的纠错、流量控制等由网内移至用户在可能的条件下应运而生的。从而缩短了处理时间，提高了网络处理效率，降低了网络传输时延，因而得到的发展。帧中继网最典型的应用是局域网互连，也可为医疗、金融机构等提供图像、图表的传送业务、组建虚拟专用网以及作为 X． 25 的中继等。帧中继网有下列主要的技术特点：

．使用统计复用技术，允许用户有效利用预先约定的信息速率（CIR）传送数据，但当突发性数据发生的时候，在网络允许范围内，允许用户利用网络的空闲带宽，传送未预定的、高于 CIR 的数据，实现多用户共享带宽，充分利用全网资源。

．可在一条物理联接上提供多个逻辑联接的 PVC 或 SVC 业务，灵活组网。用户可在传输数据之前设定路由，因不同的用户和网络条件随时选择最佳路由，而不必像租用专线那样，即使在没有业务发生时，也存在物理联接的线路，从而造成网络资源的浪费。

．帧中继用户接入速率适用于满足 64kbps—2Mbps 速率范围内的数据业务。目前也有发展到 6M 和 34Mbps。帧中继网也可作为今后宽带业务的接入网。

5．窄带综合业务数字网（N—ISDN）提供的数据业务。N—ISDN 是以综合数字网（IDN）为基础发展演变而成的通信网，能够提供端到端的数字联接， 用来支持包括话音和非话音在内的多种电信业务，用户通过标准化的多用途用户一网络接口接入网内。

l） N—ISDN 主要技术特点：

．提供端到端的数字联接，从一个用户终端到另一个用户终端之间的传输全部数字化。而在电话网传输数据业务时，从用户终端到交换机的传输是模拟的。用户在进行数据通信时，必须利用调制解调器（Modem）进行数／模

变换后才能在用户线上传送，而在接收方还需通过 Medem 进行反变换。

．提供标准的用户一网络接口，将各类不同的终端纳入到 IS- DN 网络中， 使一对用户线最多能联接 8 个终端。

．为用户提供话音、数据、图像、传真等各种类型的信息。2）接入方式

1. 通路，提供业务用的传输信道。N—ISDN

   提供用户一网络问的通路有下列类型：

B 通路： 64Kbit／S；

D 通路： 16Kbit／s；

HO 通路： 384Kbit／s；

H11 通路： 1536Kbit／s；

H12 通路： 1920Kbit／s。

1. 用户一网络间接口，有基本速率接口和一次群速率接口两类。基本接口由两个

   B 通路和一个 D 通路（2B＋D）构成。B 通路的速率为 64Kbit／s， D 通路的速率为 16Kbit／s。用户可利用的最高信息速率为 64×2＋16＝ 144Kbit／s。一次群速率接口对应 PCM 有 1． 544Mbit／s 和 2．048Mbit／ s 两种规格。

2. 用户终端，可以是 ISDN 终端和非 ISDN 终端。

3. 提供的数据业务， ISDN

   可提供电路交换和分组交换的数据业务。6．异步传送方式（ATM）

ATM 综合了电路交换和分组交换的优点，采用以固定长度信元（cell） 为单位的交换技术，提供话音、高速数据、图像、视频业务和多媒体宽带业务。

ATM 主要有下列技术特点：

．采用异步传送方式，将信息流分为固定的字节（其中 48 字节为信息段，

5 字节为信息头）的信息；

．采用统计复用技术

．网络传输时延小；

．适用于高速数据通信，速率可高至 622Mbps；

．提供多种综合带宽业务， ATM 提供适配层（AAL）功能，将不同类型的业务在 AAL 层转换成标准的信元。

1. 甚小型地球站（VAST）使用数据业务

卫星通信具有复盖面广、容量大，可遍及由地面通信难于到达的地区。近年来，随着话音、数据。图像等传输业务的要求，甚小型地球站（VSAT— Very Small Aparture Terminal）得到发展。VAST 主要应用领域为数据通信，通常 VAST 最大传输率不超过 2Mbit／s，随着图像信息压缩技术的发展， VAST 在图像传输业务中也得到应用。VAST 在话音传输方面也能发挥其路由灵活、接续简捷和信道利用率的优点，在边远通信和应急通信中得到应

用。由于小站天线安装方便、设备小、使用简单，目前大量的专用网包括银行、企业、交通、政府部门等采用了 VAST 方式组网。

1. VSAT 的组网方式

．点对点：用于点与点之间的固定联接，但也可与网状或星状网结合在一起，作为网中的特殊设置。

．网状网：多用于话音传输，卫星链路一跳以减少路径延时。

．星状网：用数据通信，主站使用较用较大天线，小站只能与主站通信。小站间通信通过主站转接，两跳实现。

1. VSAT 的多址接入方式

在网状网和星状网中，涉及到多址接入方式。有下列几种多址接入方式：

．频分多址接入（FDMA），传输信道采用频分复用（FDM），然后调频到载波上；

．时分多址接入（TDMA），备通信站均使用同一载波，在时间上复用， 相互错开；

．码分多址接入（CDMA），以编码的正交性来区别各通信站信息，其抗干扰性强。

．随机多址接入（RMA），它是一种竞争方式的多址技术。以及多种多址方式结合在一起方式来满足不同业务的需求。

目前较先进的 VAST 网络体系结构具有下述特点：

．VSAT 网络实现 OSI 参考模型的下三层功能。VSAT 主站及远端小站对这三层协议进行处理，转换成适应卫星链路特点的协议，对上四层透明传送。从而为 VAST 与各种协议互连创造了条件。

．VAST 网络可提供透明通道，可支持 X．25 分组交换，亦也与多种 LAN 协议兼容。当两个或多个 LAN 互连时可通过路由器和网桥联接。

1. 无线数据通信网

无线数据通信网分为固定无线接入和移动数据网。1）移动数据网

移动数据通信业务在世界范围内迅速发展，成为数据通信领域的最新发展。移动数据网提供移动中的数据业务，分为电路交换型数据和分组交换型数据。电路交换型一般是在蜂窝提供的透明信道上的数据业务；它适合于对可靠性要求不是很高，时延要求较小的长数据传输。分组交换型适合于高可靠性的突发性的短数据传输及对时延要求不是很高的数据业务。

当前数字移动通信有 GSM 和CDMA 两种技术制式。GSM 为时分与频分（TDMA 与 FDM）相结合的方式，CDMA 为码分方式。

2）固定无线接入

固定无经接入是给固定用户提供到固定数据网的无线接入，它是固定数据网的延伸和备份，主要有下列特点：

．只提供接入，不构成网络；

，可适应不同速率的要求，速率从 19．2kbps 到几 Mbps。9．Internet

Internet 网是通过路由器将多个网络联接起来的一个虚拟网。在逻辑上它是独立的、统一的，在物理上则由不同的网络互连而成，而对用户而言， 它是一个统一的网络。目前已成为国际上最为成功和覆盖面最大的网络。Internet 的商业化，使其进入一个崭新的发展时期，对全球的信息业和电信市场的影响也越来越明显。

1. 如何与 Internet 网相联

Internet 国际网络在世界范围内有很多网络节点，可与这个国际网络中的任一个节点相联。对网络中心而言，一般选择国际网络中心自己最近的节点来联接，联接越近，联接的费用越低。对网络用户而言应考虑哪个节点上的信息流量最少，就和哪个节点联接。

当你使用 Internet 时你要注意是用于商业还是用于研究与教育。如你的网点认证是“RE”，则你的网络传输走政府津贴支持的路径。如用于商业， 则你的传输商用的网络路径。

1. 与 Internet 网联接的方式

与 Internet 的联接可分为联机服务、SLIP／PPP（串行线路协议／点对点协议）联接和专线联接。

1. 联机服务

在联机服务联接方式中，联机服务提供者的主计算机与 In-ternet 网直接联接，用户的计算机通过通信软件仿真为一台终端，作为联机服务系统中宿主机的一个终端访问联机服务系统。这种方式可通过电话网、分组网和

X．400 电子信箱用户入网。

1. SLIP／PPP 联接

用户在自己的计算机上安装带有 SLIP／PPP 的 TCP／IP 软件，用电话拨入方式，享用 Internet 的所有服务，但访问速度低。它是一种与 Internet 网直接联接方式，用户必须有 IP 地址和域名。

1. 专线联接

用户需有专线和支持 TCP／IP 协议的路由器，适用于大业务量的网络用户。对 LAN 互联的用户，可通过帧中继方式入网，配有 ICP／IP 协议的路由器。它们可享用 Internet 的所有服务，需申请 IP 地址和域名。

综上所述，各类数据网与数据传送业务，分工又合作，提供不同速率不同层次和不同业务的数据业务，其粗略分工为：

．电话网主要提供数据速率＜＝9．6kbps 的数据接入业务和数据传送业务，也可提供速率 14．4kbps 和 28．8kbps 的数据传送，业务；

．DDN 主要提供数据速率为 64kbps—2Mbps，少量＜64kbps 及高于 2Mbps 的数据专线业务；

．分组网提供数据速率为 2．4kbps—64kbps 的数据传送业务；

．帧中继网主要提供数据速率为 64kbps—2Mbps 的局域网联网数据业务；

．ISDN 主要提供 64kbpsl28kbps384kbps 的电路交换业务以及接入业务；

．网主要提供 2Mbps—155Mbps 以及少量可达 622Mbps 的高速数据业务和多媒体通信业务。

10．网络互连技术

网间的互连的目的是跨网通信和共享资源，两个或多个网络的集合为网络互连而对 EDI 用户而言，这些互连网络的集合可以看成是一个大型的网络，不同网络间的 EDI 业务互通包括了低层和高层的互通。互连时需考虑的下列几个问题：

．网络互连的空间位置、互连方式以及层次的选择；

．互连网的命名，地址以及路由方案的制定；

．互连网的流控和阻塞控制机制的设置；

．互连网的访问控制，信息安全的考虑；

．互连网的业务统计及计费方法；

．互连网的管理，包括初始化、性能测试，故障诊断与报告、隔离与处置等。

互连网有两种，同种网互连和异种网的互连，互连概念以 OSI 参考模型的分层观点考虑，互连划分为四个层次，即物理层、链路层、网络层和高层， 与之对应的分别是中继器（Repeater）、网桥（Bridge）、路由器（Router） 和网关（Gateway）。由于中继器工作在 OSI 的物理层，互连同类型网段，它只是从物理形式信息格式和网络协议不进行变换，所以从本质上看，它不属于真正的互连设备。下面对网桥，路由器和网关作一简要介绍。

1. 网桥

网桥的操作涉及到 OSI 的数据链路层，可把具有相同网络协议的两个网络在数据链路层上联接起来，网桥具有下列特点：

．在同类型 LAN 中，网桥不需对帧的内容及格式进行修改，从而不必加装首标，只需将每帧复制到另一个网。

．在共用相同的 MAC 服务接口的不同类型 LAN 中，仅需对帧格式进行少量修改，并重新计算帧校验序列，而不必进行其它帧处理，也不需另加首标。

．网桥联接的两个网，可以具有不同的数据速率，也可有不同的传输媒介和不网类型的 LAN。例如以大网与令牌总线之间的联接，通常使用网桥， 来自以太网的帧用以太网的形式来到网桥，然后以令牌总线格式拷贝给令牌总线，反向传送也类似。

．网桥具有寻址和源路由功能。它检查所传送数据分组的目的地址是否在本网内，而决定是否需转发。由于网桥处于网络层以下，它不管是 X．25 的分组还是 TCP／IP 的分组，一律给予正确的转发。同时还由于它处于数据链路级，便于监视网上的数据通信量。

1. 路由器路由器工作在 OSI

   的网络层，主要完成路由寻址、地址解析、报文格式和差错控制等工作，使数据能从一个网络到另一个网络。通过路由器，可将各种网络结构，各种操作系统和各种协议的 LAN 和 WAN 联接，形成功能强大的互连网络，共享信息资源和网络资源。路由器可支持多种通信协议，例 ATM，帧中继、ISDN、点到点协议（PPP）、X．25 和 NOVELL 包交换的 IPX 等。路由器可支持各种标准接口，例 IEEE802．3 和 IEEE802．5 的局域网，T1、T2、E3 和 SONET 的高速同步接口。

2. 网关

网关运行在 OSI 的运输层及其以上的各层，用来提供不同体系的网络互连。它互连不同体系结构的网络或媒体，使得一个类型网络上的设备能与另一类型网络上的设备相通信。在许多情况下这种联接是在应用层完成，在应用层上，完成协议的转换。网关具有下列主要功能：

．寻址方式，实现寻址编号的转换；

．最小分组长度，完成分段和组合；

．网络接口，包括物理和电气恃注的转换；

．路由选择，实现不同网络的路由选择转换；

．访问控制，协调不同的访问控制方式；

．联接与非联接服务，它不受子网的联接服务性质的限制；。

．帧格式转换；

．差错恢复：

．网关主要应用于广域网的互连。