多点网络的结构分析.ppt

1.5交换B全互连结构的线路数为nx(n-1)/2，实际中，在网络节点较多时，全互连结构因系统复杂、成本等因素，很少采用。
多点互连除全互连结构外，还存在多种结构形式。

全互连nx(n-1)/2 4950 499500
星型 n 100 1000

例如：采用星型结构，通过中转节点连接多个节点，有其合理性与实用意义，电话交换机就是该思想的典型应用。
实际中，在拥有一定数量节点的网络中，网络的结构形式多为部分互连。
复杂网络可看作是基本拓扑结构的复合：
星型、树型、线型、环型。
节点因结构、位置、成本等因素，往往无法直接进行点到点的连接，因此需要中间（交换）设备。
交换设备：不关心被传输的数据内容，仅提供数据转发的功能，将数据从一个端口交换到另一端口，继而传输到另一台中间结点，直至目的地。线路交换1.5.2线路交换（电路交换）
交换设备执行线路级的交换，无缓存能力；
电话系统,含三阶段：建立线路、占用线路并进行数据传输、释放线路。建立线路：
发起方站点向接收方站点发送请求，该请求将通过中间结点传输至终点；如果中间结点有空闲的输出端口（物理线路），接受请求，分配线路，将请求传给下一中间结点直至终点。
线路一旦被分配，在未释放前，将不能被其它站点所使用，即使线路上并没有数据传输。
数据传输：
物理线路建立后，站点之间进行数据传输。
释放线路：
站点之间的数据传输完毕，执行释放线路的动作。
可以由任一站点发起，释放线路请求通过途径的中间结点送往对方，释放线路资源。线路被释放之后，进入空闲状态，可由其它站点通信所用。请求线路交换实现举例分级结构（示意）4线路交换的特点：
独占性（暂时“专用”的线路）
实时性好，数据传输的延迟小
线路交换不提供任何缓存装置，数据透明传输
收发站点自行解决速率匹配问题
系统资源利用率低，存在“用户低效”的问题1.5.3报文交换（存贮转发机制）
不建立端到端的物理接续通路，数据通过相邻的节点逐段转发，直到目的地。
转发结点由具有存储能力的系统（计算机）承担，用户信息可以暂时保存在中间结点上。
呈现“接收-存储－等待空闲-转发”特征，对系统资源利用有利。
其本质是：资源控制权由系统掌握，避免了用户低效问题。

线路交换—电话
报文交换—信

特点
（1）有利系统资源利用
忙停，闲发
动态选择路径
无用户独占，避免用户低效
（2）提高系统可靠性，当部分（线路）节点失效，还可通过其他路径通信。
（3）对两端的接口不要求一致。
（4）对多点传输也适合。
（5）实时性差，交互能力相对弱。

互联网早期的研究目标之一是：能在部分节点失效情况下维持信息传输。1.5.4分组交换

将大小不一的报文，分成若干一定长度的数据块，装配成分组，对各组编号，附上源、目的地址等控制信息，送入网络传输。到目的地重新组装，提交用户。

特点：
1）分组大小规范，便于存储、转发。无须大的缓冲。
2）分组可在不同路径传输、并发，传输效率可提高。
3）小的报文长度，出错概率小，重发量小。

互联网的发展初始就是基于分组交换思想的（IP数据报）
ABCABCABCABC1.5.5数据报和虚电路虚电路又被称为面向连接的数据传输，类似于线路交换，但电路是虚拟的。
物理媒体被复用为多个子信道（称为逻辑信道LC），子信道的串接形成虚电路（VC），利用不同的虚电路来支持不同的用户数据的传输。
虚电路建立：
发送方发送含有地址信息的特定的控制信息块（呼叫分组），该信息块途经的每个中间结点根据当前的逻辑信道（LC）使用状况，分配LC，并建立输入和输出LC映射表，所有中间结点分配的LC的串接形成虚电路（VC）
数据传输：
站点发送的所有分组均沿着相同的VC传输，分组的发收顺序完全相同；分组中只带逻辑信道号，而不带地址。
虚电路释放：
数据传输完毕，采用特定的控制信息块（如：拆除分组），释放该虚电路。通信的双方都可发起释放虚电路的动作。数据报任一中间结点或者线路的故障不会影响数据报的传输（可以选择不同的路径）.
虚电路用户的连续数据块沿着相同的路径，按序到达目的地；接受站点处理方便。1.5.6现代交换的发展方向

吸取两种基本交换的思想，发挥其优势。

一些措施：
1）大大减小分组长度
2）简化、取消低层的差错控制、流量控制、路由选择等操作。
3）充分利用VLSI、并行处理、分布控制等技术，以硬件实现交换、协议控制。

典型的代表：帧中继
ATM—异步传输模式
ATM信元—53个字节（5字节信元头，48字节净荷）VC交换ATM交换结构