第五章 分组交换与分组交换网
5.1 分组交换技术与分组交换网
? 分组交换也称为包交换。将要传送的数
据按一定的长度分成多个数据段，这些
数据段称为, 分组,,发送端把这些
,分组, 分别发送出去。到达目的地，
目的交换机将一个个, 分组, 按顺序装
好，还原成原文件发送给收端用户，这
一过程称为分组交换。进行分组交换的
通信网称为分组交换网。
5.2 分组交换的基本原理
5.2.1 分组传送方式（资源共享方式）
? 图 5.1 统计时分复用（ STDM）
分组传送采用的是统计时分复用（ STDM）的方式。
1 2 1 2 2 3 1 3
用 户
标 识
用 户
数 据
5.2.2 分组的形成
? 来自数据终端的用户数据可能是很长的报文，我们需要将该报文
拆分成若干段，并加上分组头，组成一个完整的分组（ packet），
如图 5.2所示。
图 5.2 分组的形成
用 户 数 据
用 户 数 据 用 户 数 据 用 户 数 据 用 户 数 据
分 组
头
分 组
头
分 组
头
分 组
头
分 组
5.2.3 分组交换
? 一个分组从发送终端传送到接收终端，必须沿一定的路径经过
分组交换网络。那么分组是如何穿过网络的呢？目前有两种方
法实现：数据报（ Datagram）和虚电路（ Virtual Circuit）。
1.数据报（ Datagram）
2.虚电路（ Virtual Circuit）
数据报（ Datagram）
? 在数据报方式中，分组被独立的对待，每一个分组都
包含终点地址信息，彼此之间相互独立的寻找路径，
同一份报文的不同分组可能沿着不同的路径到达终点。
在这种技术中，一个被独立对待的分组就称为一个数
据报
虚电路（ Virtual Circuit）
? 虚电路方式就是指通信终端在收发数据之前，先在网
络中建立一条逻辑连接，在通信过程中，用户数据按
照顺序沿着该逻辑连接到达终点。注意虚电路指的是
一条逻辑连接，而不是指一条专门的物理通路。同一
条线路可能同时被多条虚电路使用。
? 分组交换网提供的虚电路交换方式有两种，一种是交
换虚电路（ SVC,Switch Virtual Circuit），又称为虚
呼叫（ Virtual Call），另一种是永久虚电路（ PVC：
Permanent Virtual Circuit） 。
数据报和虚电路的对比
? （ 1）数据报省掉了呼叫的建立和清除过程，如果只传送少量的分组，那
么采用数据报方式的传输效率会比较高。
? （ 2）对于数据报方式，由于每个分组是各自独立在网络中传输的，所以
分组不一定按照发送时的顺序到达网络终点，因此在网络终点必须对分
组重新排序。而对于虚电路的方式，分组按已建立的路径顺序通过网络，
在网络终点不需要对分组重新排序。
? （ 3）在数据报方式下，由于每个数据分组都要独立的寻找路径，所以单
个数据分组传输的时延较大。而虚电路一旦建立，单个数据分组的传输
时延则会小得多 。
? （ 4）数据报方式对网络的适应能力较强。
5.2.4 路由选择
? 分组交换网的主要功能就是接受来自源站点的
分组，并将它们传送到目的站点。因为通常在
网络中存在多条从源站点到目的站点的路径也
就是路由，所以为了完成分组传送这个任务，
必须选择其中的一条路径，这就是路由选择功
能,
几种常见的路由选择策略：
? 固定路由选择
? 泛法路由选择
? 随机路由选择
? 自适应路由选择
5.2.5 流量控制
? 分组交换网中各个节点交换机的处理能力和各条线路
的传输容量是一定的，但是用户终端发送分组的时间
和数量具有随机性。如果不对数据流进行控制，有可
能造成网内数据流分布不均匀，部分节点和线路上的
数据流超过其处理能力或传输容量，造成网络的阻塞。
严重时，分组在网络中无法传送，不断被丢弃，源节
点无法发送新的数据，目的节点也收不到分组，造成
死锁。
图 5.5 拥塞的影响
0, 8 1, 0
1, 0
开 销
理 想 的
受 控 制 的
无 控 制 的
提 供 负 荷 （ 发 送 的 分 组 ）
吞
吐
量
（
交
付
的
分
组
）
（ a ） 吞 吐 量
0, 8 1, 0
理 想 的
受 控 制 的
无 控 制 的
提 供 负 荷 （ 发 送 的 分 组 ）
平
均
分
组
时
延
（ b ） 时 延
流量控制的方法
? 证实法
? 预约法
? 许可证法
5.2.6 分组交换的工作过程
2 D 1 D3 D
C
1
C
2
C
2 C1 D2 D3 D
2 C 1 C
3 2 1 D
一 般 终 端 A
一 般 终 端 D
分 组 型 终 端 C
分 组 型 终 端 B
存 储 器
存 储 器
存 储 器
分 组 交 换 机 1
分 组 交 换 机 2
分 组 交 换 机 3
分 组
可 拆 分 成 两 个
分 组 的 报 文
分 组 拆 装 设 备
5.3 分组交换协议 —— X.25协议
5.3.1 分组交换协议的结构
? X.25协议是数据终端设备（ DTE）和数据电路端接设
备（ DCE）之间的接口规程。它最初于 1976年颁布，
在 1980年,1984年,1988年,1993年又进行了多次修
改。它是目前使用最广泛的分组交换协议。
? X.25协议定义了帧（ Frame）和分组（ Packet）的结构；
数据传输通路的建立和释放、数据的传输等过程；顺
序控制、差错控制和流量控制等机制；以及分组交换
提供的基本业务和可选业务等。 X.25属于接口规程，
没有定义路由选择算法，这属于分组交换网网络内部
控制功能，由各个厂家决定。（参见, 分组交换工程,
P163-165）
? X.25协议分为三层：物理层、数据链路层和分组层，
各层在功能上相互独立，如图 5.7所示。
图 5.7 X.25的分层结构
物 理 层
数 据 链 路
层
分 组 层
物 理 层
数 据 链 路
层
分 组 层
分 组 级 协 议
帧 级 协 议
物 理 级 协 议
高 层 协 议
X, 2 5
物 理 连 接
接 口
D T E D C E
与 远 程 D T E 之 间 的 高 层 协 议
5.3.2 X.25的物理层
? 物理层完成的主要功能如下：
? 在 DTE和 DCE接口处提供数据传输；
? 在设备之间提供控制信号；
? 提供时钟信号，用以同步数据流和规定比特
速率；
? 提供电气地；
? 提供机械的连接器（如针、插头和插座）。
5.3.3 X.25的数据链路层 —— LAPB
? X.25数据链路层规程是要在物理层提供的双向
的信息输送管道上实施信息传输的控制。一般
情况下,X.25的数据链路层采用的是 HDLC
（高级数据链路控制规程）的一个子集 LAPB
（平衡型链路访问规程）。
数据链路层帧类型与结构
? 按照帧的功能可以把帧分成三类：信息帧（ I帧）、监
控帧（ S帧）和无编号帧（ U帧）。 LAPB帧的基本结构
如图 5.8所示，所有帧均包含标志 F、地址字段 A、控制
字段 C、帧检验序列 FCS，部分帧还包含信息字段 I。
图 5.8 LAPB帧的基本结构
标 志 F
地 址 字
段 A
控 制 字 段 C 信 息 字 段 I 检 验 序 列 F C S 标 志 F
8 比 特 8 比 特 8 或 1 6 比 特 变 长 1 6 或 3 2 比 特 8 比 特
5.3.3 X.25的分组层（虚呼叫的控制原理）
? X.25分组层是利用链路层提供的服务在
DTE-DCE接口交换分组。它将一条逻辑
链路按照动态时分复用的方法划分成多
个子逻辑信道，允许多个用户终端或进
程同时使用一条逻辑链路，以充分利用
线路资源。
分组层的主要功能
? 在 X.25接口为每个用户呼叫提供一个逻辑信道；
? 通过逻辑信道群号（ LCGN）和逻辑信道号（ LCN）来
区分与每个用户呼叫有关的分组；
? 为每个用户的呼叫连接提供有效的分组传输，包括顺
序编号、分组的确认和流量控制过程；
? 提供交换虚电路（ SVC）和永久虚电路（ PVC）的连接；
? 提供建立和清除交换虚电路连接的方法；
? 监测和恢复分组层的差错。
虚电路与逻辑信道
? 前面我们分别介绍过虚电路和逻辑信道的概念，那么
这两者之间有什么联系和区别呢？
（ 1）虚电路是在 DTE-DTE之间建立的虚连接，存在于端
到端之间；逻辑信道是 DTE-DCE接口或中继线上可分
配的资源，存在于点到点之间，一条线路上可以存在
多个逻辑信道。一条虚电路是由多个逻辑信道连接而
成。每条线路的逻辑信道号是独立分配的，同一条虚
电路在不通线路上的逻辑信道号可能是不相同的。
（ 2）逻辑信道是一直存在的，它分为占用和空闲两种状
态；虚电路（不包括永久虚电路）随着通信的开始而
建立，通信结束后就被清除。
呼叫建立过程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
建
立
入
呼
叫
呼
叫
请
求
呼
叫
接
受
接
受
呼
叫
连
接
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
呼叫拒绝
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
建
立
入
呼
叫
呼
叫
请
求
清
除
请
求
清
除
清
除
指
示
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
证
实
D
C
E
清
除
证
实
D
T
E
清
除
证
实
呼叫清除过程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
清
除
清
除
指
示
清
除
请
求
D
T
E
清
除
证
实
证
实
D
C
E
清
除
证
实
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
复位过程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
复
位
复
位
指
示
复
位
请
求
D
T
E
复
位
证
实
证
实
D
C
E
复
位
证
实
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
复
位
复
位
指
示
D
T
E
复
位
证
实
D
T
E
复
位
证
实
证
实
复
位
指
示
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
（ a ） 由 D T E 发 起 的 复 位
（ b ） 由 D C E 发 起 的 复 位
重启（ Restart）过程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
清
除
清
除
指
示
重
启
请
求
D
T
E
清
除
证
实
证
实
重
启
证
实
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
清
除
清
除
清
除
指
示
D
T
E
清
除
证
实
证
实
清
除
指
示
D
T
E
清
除
证
实
证
实
5.4 分组交换机
5.4.1 分组交换机的结构
? 分组交换网的终端用户与网络之间的接口标准是统一
的，几乎所有的分组交换设备提供商都遵守并实现了
这些标准。而交换网的网内通信规程、分组交换机的
设计以及网络的维护、管理和控制至今没有统一的标
准，各个厂家的内部协议是互相不兼容的，分组交换
网设备也是多种多样的，没有统一的结构。这一节首
先介绍分组交换系统的基本结构，在此基础之上简要
介绍北方电信公司生产的 DPN-100型分组交换机。
分组交换机的基本结构
? 交换单元
分组交换机交换单元的基本功能和电路交换机交换单
元的基本功能是一致的，就是把信息从某个输入端口
送到某个输出端口。
? 接口单元
接口单元包括用户线路的接口单元和中继线路的接口
单元。 其功能包括：用户线的监视和控制、分组的组
合与分解、差错控制、传输控制规程的控制等。
? 控制单元
控制单元用于完成整个系统的控制工作，其功能包括：
呼叫处理、流量控制、路由选择、系统配置等。控制
单元的功能一般由软件来完成。
5.4.2 性能指标
? 分组交换机的主要性能指标包括：
? （ 1）端口数，包括同步端口数和异步端口数。
? （ 2）吞吐量，表示该交换机每秒能处理的分组数。在给出该指
标时，必须给出分组的长度，通常为 128字节 /分组。
? （ 3）每秒能处理的呼叫次数。在一般情况下，该指标都是在不
传送数据分组时给出的值。
? （ 4）路由数，表示该交换机能与其他交换机相连接并能进行路
由选择的值。
? （ 5）平均分组处理迟延，是指在传送一个数据分组从输入端口
至输出队列所需的平均处理时间。在给出该指标时也需要指出分 组长度。
? （ 6）提供用户可选补充业务的能力。
? （ 7）支持 X.25等协议的版本时间。
? （ 8）提供非标准接口的能力，如 SDLC,BSC等。
5.5 分组交换
5.5.1 分组交换网的构成
? 网络拓扑结构
（ a ） 树 形
（ b ） 星 形
（ c ） 总 线 形
（ d ） 环 形
（ e ） 网 状 形
? 分组交换网的基本结构
R C U
N P T
N P T
N P T
N P T N P T
N P T
P T
P T
P T
P T
N P T 非 分 组 型 终 端
P T 分 组 型 终 端
R C U 远 程 集 中 器
N M C 网 管 中 心
高 速 线 路
高 速 或 中 速 线 路
转 接 交 换 机
本 地 交 换 机
N M C
P A D
P A D
P A D
5.5.2 中国公用分组交换网（ CHINAPAC）
? 我国组建的第一个公用分组交换网简称 CNPAC，
是 1988年从法国 SESA公司引进的实验网，该
实验网于 1989年 11月正式投入使用。由于该网
络的覆盖面不大，端口数较少，无法满足信息
量较大、分布较广的企业和部门的需求，原邮
电部决定扩建我国的公用分组交换网，扩建的
公用分组数据交换网简称 CHINAPAC，于 1993
年建成投入使用，由骨干网和地区网两级构成。
5.5.3 网络编号 —— X.121
? 为了实现公用数据通信网的国际和国内互连通信,CCITT制定了
国际统一的网络编号方案 —— X.121。
? 国际数据编号最大由 14位十进制数构成，如图 5.27所示。其中最
前面的一位 P为国际呼叫前缀，其值由各个国家决定，我国采用
,0”。紧接着 4位称为数据网络识别码 DNIC（ Data Network
Identification Code）,DNIC由 3位数据国家代码 DCC（ Data
Country Code）和 1位网络代码组成。 DCC的第 1位 Z为区域号，世
界划分为 6个区域，编号为 2-7（ Z=0和 Z=1备用,Z=8和 Z=9分别
用于同用户电报网和电话网的相互连接）。 DCC的后两位原则上
用于区分区域内的国家。例如中国的 DCC是, 460”。有 10个以上
网络的国家可以分配 2个以上的 DCC。 DCC之后的一位用于区分为
位于同一个国家内的多个网络。 CHINAPAC的 DNIC为, 4603”。
5.5.4 网间互连
分组交换网之间的互连
X, 2 5
网 络 A
D C E S T E
X, 2 5
网 络 B
S T E D C E
用 户 A
用 户 B
X, 2 5
X, 2 5
X, 7 5
分组交换网与局域网的互连
物 理 层 X, 2 5 - 1物 理 层
M A C
L L C
I P
T P
I P
L L C
M A C
X, 2 5 - 3
X, 2 5 - 2
物 理 层
M A C
L L C
I P
T P
X, 2 5 网
物 理 层 X, 2 5 - 1
I P
L L C
M A C
X, 2 5 - 3
X, 2 5 - 2
工 作 站 A 工 作 站 B
网 关 1 网 关 2
L A N 1 L A N 2
T P, 传 运 输 层 协 议
X, 2 5 - 1 X, 2 5 - 2 X, 2 5 - 3 分 别 为 X, 2 5 分 组 层, 数 据 链 路 层, 物 理 层
5.1 分组交换技术与分组交换网
? 分组交换也称为包交换。将要传送的数
据按一定的长度分成多个数据段，这些
数据段称为, 分组,,发送端把这些
,分组, 分别发送出去。到达目的地，
目的交换机将一个个, 分组, 按顺序装
好，还原成原文件发送给收端用户，这
一过程称为分组交换。进行分组交换的
通信网称为分组交换网。
5.2 分组交换的基本原理
5.2.1 分组传送方式（资源共享方式）
? 图 5.1 统计时分复用（ STDM）
分组传送采用的是统计时分复用（ STDM）的方式。
1 2 1 2 2 3 1 3
用 户
标 识
用 户
数 据
5.2.2 分组的形成
? 来自数据终端的用户数据可能是很长的报文，我们需要将该报文
拆分成若干段，并加上分组头，组成一个完整的分组（ packet），
如图 5.2所示。
图 5.2 分组的形成
用 户 数 据
用 户 数 据 用 户 数 据 用 户 数 据 用 户 数 据
分 组
头
分 组
头
分 组
头
分 组
头
分 组
5.2.3 分组交换
? 一个分组从发送终端传送到接收终端，必须沿一定的路径经过
分组交换网络。那么分组是如何穿过网络的呢？目前有两种方
法实现：数据报（ Datagram）和虚电路（ Virtual Circuit）。
1.数据报（ Datagram）
2.虚电路（ Virtual Circuit）
数据报（ Datagram）
? 在数据报方式中，分组被独立的对待，每一个分组都
包含终点地址信息，彼此之间相互独立的寻找路径，
同一份报文的不同分组可能沿着不同的路径到达终点。
在这种技术中，一个被独立对待的分组就称为一个数
据报
虚电路（ Virtual Circuit）
? 虚电路方式就是指通信终端在收发数据之前，先在网
络中建立一条逻辑连接，在通信过程中，用户数据按
照顺序沿着该逻辑连接到达终点。注意虚电路指的是
一条逻辑连接，而不是指一条专门的物理通路。同一
条线路可能同时被多条虚电路使用。
? 分组交换网提供的虚电路交换方式有两种，一种是交
换虚电路（ SVC,Switch Virtual Circuit），又称为虚
呼叫（ Virtual Call），另一种是永久虚电路（ PVC：
Permanent Virtual Circuit） 。
数据报和虚电路的对比
? （ 1）数据报省掉了呼叫的建立和清除过程，如果只传送少量的分组，那
么采用数据报方式的传输效率会比较高。
? （ 2）对于数据报方式，由于每个分组是各自独立在网络中传输的，所以
分组不一定按照发送时的顺序到达网络终点，因此在网络终点必须对分
组重新排序。而对于虚电路的方式，分组按已建立的路径顺序通过网络，
在网络终点不需要对分组重新排序。
? （ 3）在数据报方式下，由于每个数据分组都要独立的寻找路径，所以单
个数据分组传输的时延较大。而虚电路一旦建立，单个数据分组的传输
时延则会小得多 。
? （ 4）数据报方式对网络的适应能力较强。
5.2.4 路由选择
? 分组交换网的主要功能就是接受来自源站点的
分组，并将它们传送到目的站点。因为通常在
网络中存在多条从源站点到目的站点的路径也
就是路由，所以为了完成分组传送这个任务，
必须选择其中的一条路径，这就是路由选择功
能,
几种常见的路由选择策略：
? 固定路由选择
? 泛法路由选择
? 随机路由选择
? 自适应路由选择
5.2.5 流量控制
? 分组交换网中各个节点交换机的处理能力和各条线路
的传输容量是一定的，但是用户终端发送分组的时间
和数量具有随机性。如果不对数据流进行控制，有可
能造成网内数据流分布不均匀，部分节点和线路上的
数据流超过其处理能力或传输容量，造成网络的阻塞。
严重时，分组在网络中无法传送，不断被丢弃，源节
点无法发送新的数据，目的节点也收不到分组，造成
死锁。
图 5.5 拥塞的影响
0, 8 1, 0
1, 0
开 销
理 想 的
受 控 制 的
无 控 制 的
提 供 负 荷 （ 发 送 的 分 组 ）
吞
吐
量
（
交
付
的
分
组
）
（ a ） 吞 吐 量
0, 8 1, 0
理 想 的
受 控 制 的
无 控 制 的
提 供 负 荷 （ 发 送 的 分 组 ）
平
均
分
组
时
延
（ b ） 时 延
流量控制的方法
? 证实法
? 预约法
? 许可证法
5.2.6 分组交换的工作过程
2 D 1 D3 D
C
1
C
2
C
2 C1 D2 D3 D
2 C 1 C
3 2 1 D
一 般 终 端 A
一 般 终 端 D
分 组 型 终 端 C
分 组 型 终 端 B
存 储 器
存 储 器
存 储 器
分 组 交 换 机 1
分 组 交 换 机 2
分 组 交 换 机 3
分 组
可 拆 分 成 两 个
分 组 的 报 文
分 组 拆 装 设 备
5.3 分组交换协议 —— X.25协议
5.3.1 分组交换协议的结构
? X.25协议是数据终端设备（ DTE）和数据电路端接设
备（ DCE）之间的接口规程。它最初于 1976年颁布，
在 1980年,1984年,1988年,1993年又进行了多次修
改。它是目前使用最广泛的分组交换协议。
? X.25协议定义了帧（ Frame）和分组（ Packet）的结构；
数据传输通路的建立和释放、数据的传输等过程；顺
序控制、差错控制和流量控制等机制；以及分组交换
提供的基本业务和可选业务等。 X.25属于接口规程，
没有定义路由选择算法，这属于分组交换网网络内部
控制功能，由各个厂家决定。（参见, 分组交换工程,
P163-165）
? X.25协议分为三层：物理层、数据链路层和分组层，
各层在功能上相互独立，如图 5.7所示。
图 5.7 X.25的分层结构
物 理 层
数 据 链 路
层
分 组 层
物 理 层
数 据 链 路
层
分 组 层
分 组 级 协 议
帧 级 协 议
物 理 级 协 议
高 层 协 议
X, 2 5
物 理 连 接
接 口
D T E D C E
与 远 程 D T E 之 间 的 高 层 协 议
5.3.2 X.25的物理层
? 物理层完成的主要功能如下：
? 在 DTE和 DCE接口处提供数据传输；
? 在设备之间提供控制信号；
? 提供时钟信号，用以同步数据流和规定比特
速率；
? 提供电气地；
? 提供机械的连接器（如针、插头和插座）。
5.3.3 X.25的数据链路层 —— LAPB
? X.25数据链路层规程是要在物理层提供的双向
的信息输送管道上实施信息传输的控制。一般
情况下,X.25的数据链路层采用的是 HDLC
（高级数据链路控制规程）的一个子集 LAPB
（平衡型链路访问规程）。
数据链路层帧类型与结构
? 按照帧的功能可以把帧分成三类：信息帧（ I帧）、监
控帧（ S帧）和无编号帧（ U帧）。 LAPB帧的基本结构
如图 5.8所示，所有帧均包含标志 F、地址字段 A、控制
字段 C、帧检验序列 FCS，部分帧还包含信息字段 I。
图 5.8 LAPB帧的基本结构
标 志 F
地 址 字
段 A
控 制 字 段 C 信 息 字 段 I 检 验 序 列 F C S 标 志 F
8 比 特 8 比 特 8 或 1 6 比 特 变 长 1 6 或 3 2 比 特 8 比 特
5.3.3 X.25的分组层（虚呼叫的控制原理）
? X.25分组层是利用链路层提供的服务在
DTE-DCE接口交换分组。它将一条逻辑
链路按照动态时分复用的方法划分成多
个子逻辑信道，允许多个用户终端或进
程同时使用一条逻辑链路，以充分利用
线路资源。
分组层的主要功能
? 在 X.25接口为每个用户呼叫提供一个逻辑信道；
? 通过逻辑信道群号（ LCGN）和逻辑信道号（ LCN）来
区分与每个用户呼叫有关的分组；
? 为每个用户的呼叫连接提供有效的分组传输，包括顺
序编号、分组的确认和流量控制过程；
? 提供交换虚电路（ SVC）和永久虚电路（ PVC）的连接；
? 提供建立和清除交换虚电路连接的方法；
? 监测和恢复分组层的差错。
虚电路与逻辑信道
? 前面我们分别介绍过虚电路和逻辑信道的概念，那么
这两者之间有什么联系和区别呢？
（ 1）虚电路是在 DTE-DTE之间建立的虚连接，存在于端
到端之间；逻辑信道是 DTE-DCE接口或中继线上可分
配的资源，存在于点到点之间，一条线路上可以存在
多个逻辑信道。一条虚电路是由多个逻辑信道连接而
成。每条线路的逻辑信道号是独立分配的，同一条虚
电路在不通线路上的逻辑信道号可能是不相同的。
（ 2）逻辑信道是一直存在的，它分为占用和空闲两种状
态；虚电路（不包括永久虚电路）随着通信的开始而
建立，通信结束后就被清除。
呼叫建立过程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
建
立
入
呼
叫
呼
叫
请
求
呼
叫
接
受
接
受
呼
叫
连
接
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
呼叫拒绝
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
建
立
入
呼
叫
呼
叫
请
求
清
除
请
求
清
除
清
除
指
示
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
证
实
D
C
E
清
除
证
实
D
T
E
清
除
证
实
呼叫清除过程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
清
除
清
除
指
示
清
除
请
求
D
T
E
清
除
证
实
证
实
D
C
E
清
除
证
实
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
复位过程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
复
位
复
位
指
示
复
位
请
求
D
T
E
复
位
证
实
证
实
D
C
E
复
位
证
实
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
复
位
复
位
指
示
D
T
E
复
位
证
实
D
T
E
复
位
证
实
证
实
复
位
指
示
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
（ a ） 由 D T E 发 起 的 复 位
（ b ） 由 D C E 发 起 的 复 位
重启（ Restart）过程
主 叫
D T E
本 地
D C E
远 端
D C E
被 叫
D T E
清
除
清
除
指
示
重
启
请
求
D
T
E
清
除
证
实
证
实
重
启
证
实
X, 2 5 X, 2 5网 络 规 程
清
除
清
除
清
除
指
示
D
T
E
清
除
证
实
证
实
清
除
指
示
D
T
E
清
除
证
实
证
实
5.4 分组交换机
5.4.1 分组交换机的结构
? 分组交换网的终端用户与网络之间的接口标准是统一
的，几乎所有的分组交换设备提供商都遵守并实现了
这些标准。而交换网的网内通信规程、分组交换机的
设计以及网络的维护、管理和控制至今没有统一的标
准，各个厂家的内部协议是互相不兼容的，分组交换
网设备也是多种多样的，没有统一的结构。这一节首
先介绍分组交换系统的基本结构，在此基础之上简要
介绍北方电信公司生产的 DPN-100型分组交换机。
分组交换机的基本结构
? 交换单元
分组交换机交换单元的基本功能和电路交换机交换单
元的基本功能是一致的，就是把信息从某个输入端口
送到某个输出端口。
? 接口单元
接口单元包括用户线路的接口单元和中继线路的接口
单元。 其功能包括：用户线的监视和控制、分组的组
合与分解、差错控制、传输控制规程的控制等。
? 控制单元
控制单元用于完成整个系统的控制工作，其功能包括：
呼叫处理、流量控制、路由选择、系统配置等。控制
单元的功能一般由软件来完成。
5.4.2 性能指标
? 分组交换机的主要性能指标包括：
? （ 1）端口数，包括同步端口数和异步端口数。
? （ 2）吞吐量，表示该交换机每秒能处理的分组数。在给出该指
标时，必须给出分组的长度，通常为 128字节 /分组。
? （ 3）每秒能处理的呼叫次数。在一般情况下，该指标都是在不
传送数据分组时给出的值。
? （ 4）路由数，表示该交换机能与其他交换机相连接并能进行路
由选择的值。
? （ 5）平均分组处理迟延，是指在传送一个数据分组从输入端口
至输出队列所需的平均处理时间。在给出该指标时也需要指出分 组长度。
? （ 6）提供用户可选补充业务的能力。
? （ 7）支持 X.25等协议的版本时间。
? （ 8）提供非标准接口的能力，如 SDLC,BSC等。
5.5 分组交换
5.5.1 分组交换网的构成
? 网络拓扑结构
（ a ） 树 形
（ b ） 星 形
（ c ） 总 线 形
（ d ） 环 形
（ e ） 网 状 形
? 分组交换网的基本结构
R C U
N P T
N P T
N P T
N P T N P T
N P T
P T
P T
P T
P T
N P T 非 分 组 型 终 端
P T 分 组 型 终 端
R C U 远 程 集 中 器
N M C 网 管 中 心
高 速 线 路
高 速 或 中 速 线 路
转 接 交 换 机
本 地 交 换 机
N M C
P A D
P A D
P A D
5.5.2 中国公用分组交换网（ CHINAPAC）
? 我国组建的第一个公用分组交换网简称 CNPAC，
是 1988年从法国 SESA公司引进的实验网，该
实验网于 1989年 11月正式投入使用。由于该网
络的覆盖面不大，端口数较少，无法满足信息
量较大、分布较广的企业和部门的需求，原邮
电部决定扩建我国的公用分组交换网，扩建的
公用分组数据交换网简称 CHINAPAC，于 1993
年建成投入使用，由骨干网和地区网两级构成。
5.5.3 网络编号 —— X.121
? 为了实现公用数据通信网的国际和国内互连通信,CCITT制定了
国际统一的网络编号方案 —— X.121。
? 国际数据编号最大由 14位十进制数构成，如图 5.27所示。其中最
前面的一位 P为国际呼叫前缀，其值由各个国家决定，我国采用
,0”。紧接着 4位称为数据网络识别码 DNIC（ Data Network
Identification Code）,DNIC由 3位数据国家代码 DCC（ Data
Country Code）和 1位网络代码组成。 DCC的第 1位 Z为区域号，世
界划分为 6个区域，编号为 2-7（ Z=0和 Z=1备用,Z=8和 Z=9分别
用于同用户电报网和电话网的相互连接）。 DCC的后两位原则上
用于区分区域内的国家。例如中国的 DCC是, 460”。有 10个以上
网络的国家可以分配 2个以上的 DCC。 DCC之后的一位用于区分为
位于同一个国家内的多个网络。 CHINAPAC的 DNIC为, 4603”。
5.5.4 网间互连
分组交换网之间的互连
X, 2 5
网 络 A
D C E S T E
X, 2 5
网 络 B
S T E D C E
用 户 A
用 户 B
X, 2 5
X, 2 5
X, 7 5
分组交换网与局域网的互连
物 理 层 X, 2 5 - 1物 理 层
M A C
L L C
I P
T P
I P
L L C
M A C
X, 2 5 - 3
X, 2 5 - 2
物 理 层
M A C
L L C
I P
T P
X, 2 5 网
物 理 层 X, 2 5 - 1
I P
L L C
M A C
X, 2 5 - 3
X, 2 5 - 2
工 作 站 A 工 作 站 B
网 关 1 网 关 2
L A N 1 L A N 2
T P, 传 运 输 层 协 议
X, 2 5 - 1 X, 2 5 - 2 X, 2 5 - 3 分 别 为 X, 2 5 分 组 层, 数 据 链 路 层, 物 理 层
