第五章分組交換與幀中繼

第5章分組交換與幀中繼技術

5.1分組交換技術的產生5.1.1數(shù)據通信系統(tǒng)的構成在計算技術誕生后，人類信息交互中的文件、語音、圖像、數(shù)據等消息都可用數(shù)據來表示、處理和傳送。數(shù)據通信是計算機和通信相結合的產物，數(shù)據通信系統(tǒng)就是用通信線路(設備)將遠地的數(shù)據終端與主計算機連接起來進行信息處理的設備設施集合。數(shù)據通信系統(tǒng)的構成

數(shù)據通信系統(tǒng)的構成數(shù)據通信系統(tǒng)由數(shù)據終端設備(DTE)、數(shù)據電路和計算機系統(tǒng)組成。DTE根據通信業(yè)務內容可分為分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)。PT是執(zhí)行X.25通信協(xié)議的計算機、傳真機、智能用戶電報終端、可視圖文設備、局域網等。NPT是執(zhí)行非X.25協(xié)議終端的統(tǒng)稱。傳輸信道可有模擬、數(shù)字、專線或網絡，數(shù)據通信在開始前需通過呼叫建立連接，結束時釋放連接。

分組交換PS(PacketSwitching)技術的研究是從20世紀60年代開始的。在計算機之間進行數(shù)據通信時，傳統(tǒng)的電路交換技術的缺點越來越明顯：固定占用帶寬，線路利用率低，通信的終端雙方必須以相同的數(shù)據率進行發(fā)送和接收等。所有這些都表明電路交換不適合于進行數(shù)據通信。因此，大約在20世紀60年代末、70年代初，人們開始研究一種新形式的、適合于進行遠距離數(shù)據通信的技術——分組交換。5.1.2分組交換技術的產生

分組交換技術是一種存儲—轉發(fā)的交換技術，被廣泛用于數(shù)據通信和計算機通信中。它結合了電路交換和早期的存儲—轉發(fā)交換方式——報文交換的特點，克服了電路交換線路利用率低的缺點，同時又不像報文交換那樣時延非常大。因此，分組交換技術自從產生后便得到了迅速的發(fā)展。分組交換技術的產生分組交換的基本思想是：把用戶要傳送的信息分成若干個小的數(shù)據塊，即分組(packet)，這些分組長度較短，并具有統(tǒng)一的格式，每個分組有一個分組頭，包含用于控制和選路的有關信息。這些分組以“存儲-轉發(fā)”的方式在網內傳輸，即每個交換節(jié)點首先對收到的分組進行暫時存儲，分析該分組頭中有關選路的信息，進行路由選擇，并在選擇的路由上進行排隊，等到有空閑信道時轉發(fā)給下一個交換節(jié)點或用戶終端。分組交換技術的概念

顯然，采用分組交換時，同一個報文的多個分組可以同時傳輸，多個用戶的信息也可以共享同一物理鏈路，因此分組交換可以達到資源共享，并為用戶提供可靠、有效的數(shù)據服務。它克服了電路交換中獨占線路、線路利用率低的缺點。同時，由于分組的長度短，格式統(tǒng)一，便于交換機進行處理，因此它能比傳統(tǒng)的“報文交換”有較小的時延。分組交換技術的概念分組交換技術

5.2分組交換技術5.2.1資源分配

1、預分配資源技術預分配是根據用戶要求預先把線路的傳輸容量的一部分分配給它。1）時分復用（TDM）2）頻分復用（FDM）5.2.1資源分配

2、動態(tài)分配資源技術根據用戶實際需要分配線路資源的方法稱為統(tǒng)計時分復用(STDM)。

在一條共享的物理線路上，實質上形成了邏輯上的多條子信道，各個子信道用相應的號碼表示。我們把這種形式的子信道稱為邏輯信道，用邏輯信道號LCN來標識。邏輯信道號由邏輯信道群號及群內邏輯信道號組成，二者統(tǒng)稱為邏輯信道號LCN。在統(tǒng)計復用器STDM中建立了終端號和邏輯信道號的對照表，網絡通過LCN就可以識別出是哪個終端發(fā)來的數(shù)據，如圖所示。邏輯信道(LogicalChannel)邏輯信道的概念示意邏輯信道(LogicalChannel)統(tǒng)計時分復用的優(yōu)點是可以獲得較高的信道利用率。由于每個終端的數(shù)據使用一個自己獨有的“標記”，可以把傳送的信道按照需要動態(tài)地分配給每個終端用戶，因此提高了傳送信道的利用率。這樣每個用戶的傳輸速率可以大于平均速率，最高時可以達到線路的總的傳輸能力。如線路總的速率為9.6kb/s，3個用戶信息在該線路上進行統(tǒng)計時分復用時的平均速率為3.2kb/s，而一個用戶的傳輸速率最高時可以達到9.6kb/s。統(tǒng)計時分復用的優(yōu)點統(tǒng)計時分復用的缺點是會產生附加的隨機時延并且有丟失數(shù)據的可能。這是由于用戶傳送數(shù)據的時間是隨機的，若多個用戶同時發(fā)送數(shù)據，則需要進行競爭排隊，引起排隊時延；若排隊的數(shù)據很多，引起緩沖器溢出，則會有部分數(shù)據被丟失。統(tǒng)計時分復用的缺點5.2.2分組的形成來自數(shù)據終端的用戶數(shù)據可能是很長的報文，我們需要將該報文拆分成若干段，并加上分組頭，組成一個完整的分組（packet），如圖所示。分組的形成

分組裝拆設備PAD非分組終端不能接受分組，它可以通過分組網內配置的具有裝拆設備PAD與網絡連接。分組裝拆設備的功能是在每個分組數(shù)據塊上加上高級數(shù)據鏈路控制（HDLC）的規(guī)程標志、字頭、幀校驗序列以幀的形式在信道上傳輸。分組數(shù)據塊111字節(jié)12不超過1500字節(jié)先發(fā)送7EFF03FACFCSF7E分組頭信息部分首部尾部分組頭的格式如圖所示，它由分組頭和分組數(shù)據兩部分組成。分組頭可分為四部分。分組頭格式1、分組頭格式它為分組定義了一組通用功能。GFI的格式如圖所示。其中，Q比特用來區(qū)分傳輸?shù)姆纸M包含的是用戶數(shù)據還是控制信息，Q=0時為用戶數(shù)據，Q=1時為控制信息。D比特用來區(qū)分數(shù)據分組的確認方式，D=0表示數(shù)據分組由本地確認，D=1表示數(shù)據分組進行端到端確認。SS=01表示按模8方式工作，SS=10表示按模128方式工作。

分組頭GFI的格式

(1)通用格式識別符GFI：共12bit，用于區(qū)分DTE—DCE接口上許多不同的邏輯信道。X.25分組層規(guī)定一條數(shù)據鏈路上最多可分配16個邏輯信道群，各群用LCGN區(qū)分；每群內最多可有256條邏輯信道，用信道號LCN區(qū)分。除了第0號邏輯信道有專門用途外，其余4095條邏輯信道均可分配給虛電路使用。

(2)邏輯信道組號LCGN和邏輯信道號LCN：

共8bit，用來區(qū)分各種不同的分組。X.25的分組層共定義了4大類30個分組。分組類型如表所示。

(3)分組類型識別符：分組類型（1）呼叫請求分組格式

2、各類分組格式（2）呼叫接受分組格式（3）數(shù)據分組格式（模8方式：P（R）、P（S）占3個比特，分別表示分組接收順序號，分組發(fā)送順序號。）

2、各類分組格式（4）呼叫釋放分組格式釋放請求分組格式釋放確認分組格式

2、各類分組格式5.2.3交換虛電路的建立和釋放

虛電路可分為：永久虛電路(PVC)和交換虛電路(SVC)。PVC是由運營商設置好的，不需要每次建立。SVC要在每次通信時建立虛電路。因此，對于SVC來說，分組層的操作包括呼叫建立、數(shù)據傳輸、呼叫清除三個階段；而對于PVC來說，只有數(shù)據傳輸階段的操作，無呼叫建立和清除過程。正常的呼叫建立過程如圖所示。當主叫DTE1想要建立虛呼叫時，它就在至交換機A的線路上選擇一個邏輯信道(圖中為253)，并發(fā)送呼叫請求分組。該“呼叫請求”分組中包含了可供分配的高端LCN和被叫DTE地址。

1、交換虛電路的建立呼叫建立過程

若被叫DTE2可以接受呼叫，則向交換機C發(fā)送“呼叫接受”分組，表示同意建立虛電路，該分組中的LCN必須與“入呼叫”分組中的LCN(10)相同。交換機C接收到“呼叫接受”分組之后，通過網絡規(guī)程傳送到交換機B，交換機B再送給交換機A，交換機A發(fā)送呼叫連接分組到主叫DTE1，此呼叫連接分組中的LCN與呼叫請求分組中的LCN(253)相同。主叫DTE接收到呼叫連接分組之后，表示主叫DTE和被叫DTE之間的虛電路已經建立。此時，可以進入數(shù)據傳輸階段。1、交換虛電路的建立

當主叫DTE和被叫DTE之間完成了虛呼叫的建立之后，就進入了數(shù)據傳輸階段，DTE和DCE對應的邏輯信道就進入數(shù)據傳輸狀態(tài)。此時，在兩個DTE之間交換的分組包括數(shù)據分組、流量控制分組和中斷分組。

2、數(shù)據傳輸階段在數(shù)據傳輸階段，交換機的主要作用是逐個轉發(fā)分組。由于虛電路已經建立，屬于該虛電路的分組將順序沿著這條虛電路進行傳輸，此時分組頭中將不再需要包含目的地的詳細地址，而只需要有邏輯信道號即可。在每個交換節(jié)點上，要將分組進行存儲，然后進行轉發(fā)。轉發(fā)是指根據分組頭中的LCN查相應的轉發(fā)表，找到相應的出端口和出端的LCN，用該LCN替換分組頭中的入端口LCN，然后將分組在指定的出端口進行排隊，等到有空閑資源時，將分組傳送至線路上。

2、數(shù)據傳輸階段

在虛電路任何一端的DTE都能夠清除呼叫。呼叫清除過程將導致與該呼叫有關的所有網絡信息被清除，所有網絡資源被釋放。虛電路釋放的過程如圖所示。主叫DTE1發(fā)送清除請求分組給交換機A，再通過網絡到達交換機C，交換機C發(fā)清除指示分組給被叫DTE2，被叫DTE2用清除證實分組予以響應。該清除證實分組送到交換機C，再通過網絡傳到交換機A，交換機A再發(fā)送清除證實到主叫DTE1。完成清除協(xié)議之后，虛呼叫所占用的所有邏輯信道都被釋放。

3、虛電路的釋放虛電路釋放過程5.2.4虛電路與邏輯信道的概念虛電路和邏輯信道的聯(lián)系和區(qū)別：（1）虛電路是在DTE-DTE之間建立的虛連接，存在于端到端之間；邏輯信道是DTE-DCE接口或中繼線上可分配的資源，存在于點到點之間，一條線路上可以存在多個邏輯信道。（2）邏輯信道是一直存在的，它分為占用和空閑兩種狀態(tài)；虛電路（不包括永久虛電路）隨著通信的開始而建立，通信結束后就被清除。

5.2.5路由選擇分組交換網的主要功能就是接受來自源站點的分組，并將它們傳送到目的站點。因為通常在網絡中存在多條從源站點到目的站點的路徑也就是路由，所以為了完成分組傳送這個任務，必須選擇其中的一條路徑，這就是路由選擇功能。路由選擇原則:①使報文通過網絡的平均延遲時間較短②平衡網內業(yè)務量常見的路由選擇算法

實現(xiàn)路由選擇的路由算法:固定路由算法和自適應路由算法固定路由算法：根據網絡結構，傳輸線路的速率途徑交換機的個數(shù)等，預先算出某一個交換機至各交換機的路由表，說明該交換機至各目的交換機的路由選取的第一選擇，第二選擇，第三選擇等。目的交換機第一選擇第二選擇第三選擇AA0.63I0.21H0.16BA0.46H0.31I0.23CA0.33I0.33H0.34DH0.50A0.25I0.25常見的路由選擇算法自適應路由算法：路由選擇過程中所用的路由表要考慮網內當前業(yè)務量情況，線路暢通情況，并對網絡結構發(fā)生變化時及時更新，以便在新情況下獲得較好路由，每隔一段時間要重新算一次。按工作方法來分，可分為分布式、集中式和兩者的混合式。5.2.6流量控制⑴為了實現(xiàn)不同速率的數(shù)據終端之間的通信，要控制速率較高的終端進入分組網的流量，即控制進入虛電路的分組數(shù)。（控制終端到網絡節(jié)點之間的流量）⑵從網絡角度上，控制各虛電路與鏈路的流量，使全網的分組流量在設計范圍內，防止擁塞現(xiàn)象發(fā)生。（通信量超過交換機的存儲器容量和通信線路的承受能力）1、流量控制的必要性2、流量控制的目的

流量控制的目的是為了保證網內的數(shù)據流量的平滑均勻、提高網的吞吐能力和可靠性、防止阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。一般可在下列幾種級別上進行流量控制：相鄰節(jié)點之間點到點的流量控制。用戶終端和網絡節(jié)點之間端到端的流量控制。網絡源節(jié)點和終點節(jié)點之間端到端的流量控制。源用戶終端和終點用戶終端之間端到端的流量控制。源計算機進程和終點計算機進程之間的端到端的流量控制。5.3分組交換協(xié)議——X.25協(xié)議X.25網絡X.25網絡是第一個面向連接的網絡，也是第一個公共數(shù)據網絡，其數(shù)據分組包含3字節(jié)頭部和128字節(jié)數(shù)據部分。它運行10年后，20世紀80年代被無錯誤控制、無流量控制、面向連接的新的叫做幀中繼的網絡所取代。90年代以后，出現(xiàn)了面向連接的ATM網絡。5.3.1分組交換協(xié)議的結構

X.25協(xié)議是數(shù)據終端設備（DTE）和數(shù)據電路端接設備（DCE）之間的接口規(guī)程。X.25協(xié)議定義了幀（Frame）和分組（Packet）的結構；數(shù)據傳輸通路的建立和釋放、數(shù)據的傳輸?shù)冗^程；順序控制、差錯控制和流量控制等機制；以及分組交換提供的基本業(yè)務和可選業(yè)務等。X.25協(xié)議分為三層：物理層、數(shù)據鏈路層和分組層，各層在功能上相互獨立，如圖所示。X.25的分層結構5.3.2X.25的物理層它稱為X．21接口，定義從計算機／終端（數(shù)據終端設備，DTE）到X．25分組交換網絡中的附件結點的物理／電氣接口。物理層接口協(xié)議實際上是DTE和DCE或其它通信設備之間的一組約定，負責在一個DTE和一個DCE之間建立、維護和拆除一條物理電路。物理層協(xié)議規(guī)定了標準接口的機械連接特性、電氣信號特性、信號功能特性以及交換電路的規(guī)程特性。X．21主要接口線5.3.3X.25的數(shù)據鏈路層——LAPBX.25數(shù)據鏈路層規(guī)程是要在物理層提供的雙向的信息輸送管道上實施信息傳輸?shù)目刂啤Ｒ话闱闆r下，X.25的數(shù)據鏈路層采用的是HDLC（高級數(shù)據鏈路控制規(guī)程）的一個子集LAPB（平衡型鏈路接入規(guī)程）。編制幀序號；提供差錯檢驗，并且恢復丟失、重復或錯誤的數(shù)據，保證數(shù)據在物理信道上傳輸?shù)恼_性。1.LAPB的主要功能2.LAPB的幀格式按照幀的功能可以把幀分成三類：信息幀（I幀）、監(jiān)控幀（S幀）和無編號幀（U幀）。LAPB幀的基本結構如圖所示，所有幀均包含標志F、地址字段A、控制字段C、幀檢驗序列FCS，部分幀還包含信息字段I。LAPB的幀格式

(1)標志F：為幀標志，編碼為01111110。F為幀的限定符，所有的幀都應以F開始和結束。

(2)地址字段A：由一個8比特組組成，表示鏈路層的地址。(3)信息字段I：為傳輸用戶信息而設置的，用來裝載分組層的數(shù)據分組，其長度可變。在X.25中，長度限額一般為一個分組長度，即128字節(jié)或256字節(jié)。(4)幀校驗序列FCS：包含在每個幀的尾部，長度為16比特，用來檢測幀的傳送過程中是否有錯。FCS采用循環(huán)冗余碼，可以用移位寄存器實現(xiàn)。(5)控制字段C：由一個8比特組組成，主要作用是指示幀的類型。在X.25中共定義了三類幀：①信息幀(I幀)：I幀用于傳輸高層的信息，即在分組層之間交換的分組。I幀的C字段的第1個比特為“0”，這是識別I幀的惟一標志。還包括幀序號N（S）、輪詢位和認可序號N（R）②監(jiān)控幀(S幀)：沒有信息字段，其作用是用來保護I幀的正確傳送。監(jiān)控幀的標志是C字段的第2、1位為“01”。還包括SS監(jiān)控功能字段、輪詢位和N（R）。③無編號幀(U幀)：其作用不是用于實現(xiàn)信息傳輸?shù)目刂?，而是用于實現(xiàn)對鏈路的建立和斷開過程的控制。識別無編號幀的標志是C字段的第2、1位為“11”。X.25數(shù)據鏈路層的幀類型零比特填充當信息幀內連續(xù)出現(xiàn)五個1時，由發(fā)送器自動插入一個0，在接收器的計數(shù)器收到的連續(xù)1的數(shù)目達到5是，則將其后緊接的一個0自動撤除。5.3.3X.25的分組層X.25分組層是利用鏈路層提供的服務在DTE-DCE接口交換分組。它將一條邏輯鏈路按照動態(tài)時分復用的方法劃分成多個子邏輯信道，允許多個用戶終端或進程同時使用一條邏輯鏈路，以充分利用線路資源。分組層的主要功能在X.25接口為每個用戶呼叫提供一個邏輯信道；通過邏輯信道群號（LCGN）和邏輯信道號（LCN）來區(qū)分與每個用戶呼叫有關的分組；為每個用戶的呼叫連接提供有效的分組傳輸，包括順序編號、分組的確認和流量控制過程；提供交換虛電路（SVC）和永久虛電路（PVC）的連接；提供建立和清除交換虛電路連接的方法；監(jiān)測和恢復分組層的差錯。

5.4幀中繼技術在X.25網絡發(fā)展初期，網絡傳輸設施基本上是借用了模擬電話線路，這種線路分廠容易受噪聲的干擾而誤碼。為了確保傳輸無差錯，X.25在每個節(jié)點處進行了嚴格的差錯控制，占用了大量的時間?，F(xiàn)在的數(shù)字光纖網的誤碼率非常低，可以簡化X.25的差錯控制過程，從而使分組在節(jié)點處的處理時間減少，提高網絡的傳輸速度。幀中繼采用面向連接的通信方式，將X.25網絡的下三層協(xié)議進行簡化，差錯控制、流量控制推到網絡的邊界，即將下層的某些功能有終端的上層協(xié)議完成，從而實現(xiàn)了輕載協(xié)議網絡。5.4.1幀中繼的概述5.4.1幀中繼的概述幀中繼不考慮傳輸差錯問題，其中節(jié)點只做幀的轉發(fā)操作，不需要執(zhí)行接收確認和請求重發(fā)等操作。差錯控制和流量控制均交由高層端系統(tǒng)完成。大大縮短了節(jié)點的時延，提高了網內數(shù)據的傳輸速率。上層協(xié)議網絡層鏈路層物理層上層協(xié)議網絡層鏈路層物理層路由選擇、虛電路復用數(shù)據成幀、差錯/流量控制電氣機械特性、比特流傳輸/流量(a)X.25分組交換網上層協(xié)議鏈路層物理層上層協(xié)議鏈路層物理層差錯/流量控制數(shù)據成幀、路由選擇電氣機械特性、比特流傳輸/流量(b)幀中繼網分組網絡和幀中繼網絡協(xié)議比較分組交換網中信息的傳輸情況源站中間站中間站目的站發(fā)送確認發(fā)送確認發(fā)送確認發(fā)送確認端到端確認信息發(fā)送確認發(fā)送確認在每個節(jié)點處都要進行確認，沒有收到確認消息的節(jié)點會重發(fā)信息。目的節(jié)點收到消息還要向源節(jié)點發(fā)送確認信息，該信息經過網絡的每個節(jié)點同樣要確認，沒有收到確認消息的源節(jié)點會重發(fā)信息。幀中繼網中信息的傳輸情況源站中間站中間站目的站發(fā)送發(fā)送發(fā)送發(fā)送端到端確認信息發(fā)送發(fā)送在每個節(jié)點處不用進行確認，只進行端到端確認。網絡內部不需要差錯控制，所以可以去掉第三層協(xié)議（網絡層）。第二、第三層的糾錯、流量控制等留給智能終端去完成。傳輸同樣的信息量，幀中繼網的載荷明顯輕。幀中繼網的傳輸線必須是光纖。在不使用幀中繼時，要使任何一個局域網可以通過廣域網和任何一個其他的局域網進行有效的通信（即足夠小的時延），就必須在廣域網中使用專用線路。以太網R令牌環(huán)網RR以太網RR本地專用線路長途專用線路若使用幀中繼，通過幀中繼交換機建立連接，不需要那么多的專用線路，節(jié)省了費用。局域網將數(shù)據以幀格式而不是分組格式交到幀中繼網中傳輸，幀中繼網不負責差錯控制，就想當于專用線路實現(xiàn)局域網的互聯(lián)。以太網R令牌環(huán)網RR以太網RRFRFRFRFRFRFRR——路由器FR——幀中繼交換機幀中繼網1、幀中繼的協(xié)議模型幀中繼的協(xié)議結構如圖所示。5.4.2幀中繼的協(xié)議結構與幀格式DL-Core的功能包括：(1)幀定界、同步和透明傳輸；(2)用地址字段實現(xiàn)幀多路復用和解復用；(3)對幀進行檢測，確保0比特插入前/刪除后的幀長是整數(shù)個字節(jié)；Q.922中核心部分(DL-Core)的功能

(4)對幀進行檢測，確保其長度不致于過長或過短；(5)檢測傳輸差錯，將出錯的幀舍棄(幀中繼中不進行重發(fā))；(6)擁塞控制。作為數(shù)據鏈路層的子層，核心功能(DL-Core)只提供無應答的鏈路層數(shù)據傳輸幀的基本服務，提供從一個用戶到另一個用戶傳送數(shù)據鏈路幀的基本功能。2、幀中繼的幀格式幀中繼的幀格式幀格式中各字段的含義如下：1)標志字段F標志字段是一個0llllll0的比特序列，用于幀同步、定界(指示一個幀的開始和結束)。

2、幀中繼的幀格式地址字段的格式2)地址字段A地址字段一般為2字節(jié)，也可擴展為3或4字節(jié)，用于區(qū)分不同的幀中繼連接，實現(xiàn)幀的復用。當?shù)刂纷侄螢?個字節(jié)時，其結構如表所示。2、幀中繼的幀格式

(1)數(shù)據鏈路連接標識符DLCI(DataLinkConnectionIdentifier)：當采用2字節(jié)的地址字段時，DLCI占10位，其作用類似于X.25中的LCN，用于識別UNI接口或NNI接口上的永久虛連接、呼叫控制或管理信息。(2)命令/響應(C/R)：命令/響應與高層應用有關，幀中繼本身并不使用，它透明通過幀中繼網絡。

(3)擴展地址EA：當EA為0時，表示下一個字節(jié)仍為地址字段；當EA為1時，表示下一個字節(jié)為信息段的開始。依照此法，地址字段可擴展為3字節(jié)或4字節(jié)。(4)正向顯式擁塞通知FECN：用于幀中繼的擁塞控制，用來通知用戶啟動擁塞控制程序。若某節(jié)點將FECN置為1，則表明與該幀同方向傳輸?shù)膸赡苁艿骄W絡擁塞的影響產生時延。

(5)反向顯式擁塞通知BECN：若某節(jié)點將BECN置為1，即指示接收端，與該幀相反方向傳輸?shù)膸赡苁芫W絡擁塞的影響產生時延。(6)丟棄指示DE：用于幀中繼網的帶寬管理。若DE為1，則表明網絡發(fā)生擁塞時，為了維持網絡的服務水平，該幀與DE為0的幀相比應先丟棄。

3)信息字段用戶數(shù)據應由整數(shù)個字節(jié)組成。幀中繼網允許用戶數(shù)據長度可變，最大長度可由用戶與網絡管理部門協(xié)商確定，最小長度為1個字節(jié)。4)幀校驗序列FCS幀校驗序列FCS為一個16bit的序列，用來檢查幀通過鏈路傳輸時是否有差錯。

2、幀中繼的幀格式5.4.3幀中繼的永久虛連接幀中繼采用統(tǒng)計復用技術，以“虛電路”(VC)機制為每一幀提供地址信息，每一條線路和每一個物理端口可容納許多虛電路，用戶之間通過虛電路進行連接。在每一幀的幀頭中都包含虛電路號--數(shù)據鏈路連接標識符(DLCI)，這是每一幀的地址信息。目前幀中繼網只提供永久虛電路(PVC)業(yè)務，每一個節(jié)點機中都存在PVC路由表，當幀進入網絡時，節(jié)點機通過DLCI值識別幀的去向。DLCI只具有本地意義，它并非指終點的地址，而只是識別用戶與網絡間以及網絡與網絡間的邏輯連接(虛電路段)。幀中繼的虛電路是由多段DLCI的邏輯連接鏈接而構成的端到端的邏輯鏈路。當用戶數(shù)據信息被封裝在幀中進入節(jié)點機后，首先識別幀頭中的DLCI，然后再PVC路由表中找出對應的下段PVC的號碼DLCI，從而將幀準確地送往下一節(jié)點機。

幀中繼網中，一般都由路由器作為用戶，負責構成幀中繼的幀格式。如圖所示，路由器在幀內置DLCI值，將幀經過本地UNI接口送入幀中繼交換機，交換機首先識別到幀頭中的DLCI，然后在相應的轉發(fā)表中找出對應的輸出端口和輸出的DLCI，從而將幀準確地送往下一個節(jié)點機。如此循環(huán)往復，直至送到遠端UNI處的用戶，途中的轉發(fā)都是按照轉發(fā)表進行的。在圖中，已建立了三條PVC：PVC1為路由器1到路由器2：25—35；PVC2為路由器1到路由器3：35—45—55—65；PVC3為路由器1到路由器4：20—30—40。5.4.3幀中繼的永久虛連接幀中繼的交換原理

幀中繼為計算機用戶提供高速數(shù)據通道，因此幀中繼網提供的多為PVC連接。PVC管理是指在接口間交換一些詢問和狀態(tài)信息幀，以使雙方了解對方的PVC狀態(tài)情況。PVC管理包括兩部分：用于UNI接口的PVC管理協(xié)議和用于NNI接口的PVC管理協(xié)議。這里將以UNI接口的PVC管理為例詳細說明。5.4.4幀中繼的PVC管理

PVC管理可完成以下功能：鏈路完整性證實；增加PVC通知；刪除PVC通知；PVC狀態(tài)通知(激活狀態(tài)或非激活狀態(tài))。

LMI管理協(xié)議定義了兩個消息：狀態(tài)詢問STATUSENQUIRY消息和狀態(tài)響應消息STATUS。在UNI之間，通過單向周期性地交換STATUSENQUIRY和STATUS消息來完成以上功能，這種周期稱為輪詢周期。UNI接口的PVC管理

UNI接口的PVC管理示意圖見圖，其過程如下：(1)由用戶端(如路由器)發(fā)出狀態(tài)詢問信息STATUSENQUIRY，目的是為了檢驗數(shù)據鏈路是否工作正常(keepalive)，同時發(fā)起端的計時器T開始計時，T的間隔即為每一個輪詢的時間間隔；若T超時，則重發(fā)STATUSENQUIRY。同時，發(fā)起端的計數(shù)器N也開始計數(shù)(N的周期數(shù)可人工設定或取缺省值)，在發(fā)送N個用來檢驗數(shù)據鏈路是否工作正常的STATUSENQUIRY后，用戶發(fā)出一個詢問端口上所有PVC狀態(tài)的STATUSENQUIRY。

(2)輪詢應答端收到詢問信息后，以狀態(tài)信息STATUS應答狀態(tài)詢問信息STATUSENQUIRY，該信息可能是鏈路正常工作的應答信息，也可能是所有PV