程控交换论文

摘要

分组交换式在报文交换的基础上发展的。报文交换是源于电报传输方式发展的数据交换技术，它不需要通过呼叫建立连接，而是以接力的方式，在沿途各节点进行“存储-----转发”。分组交换应用于数据通信和计算机通信中。

数据报是通过网络传输的数据的基本单元，包含一个报头（header）和数据本身，IP 数据报的主要功能是在互联网上将数据以数据报的形式从一台主机传到另一台主机，中间可能要穿越若干个物理网络。

关键词；分组交换、数据报、IP数据报

翻译：Packet switched on the basis of the development of packet

switching. Packet switching is the way from telegraph transmission

technology, it is data exchange call setting up not to need to pass by relay

connections, but along the way, in each nodes "storage - forwarding".

Packet switching applied in data communication and computer

communications.

Data submitted by network transmission of data is the basic unit,

contains a header (this) and data itself, IP data submitted on the Internet is

the main function in data submitted will the form of data to the other from

a host, the middle one host through several possible physical network.

基于程控交换系统中分组交换技术的理解

-----------------------------------------数据报

目录

1、前言----------------------------------------------------------------------4

2、正文----------------------------------------------------------------------5

2.1、分组交换简介--------------------------------------------------5

2.2数据报的概念-----------------------------------------------------5

2.3数据报的特点-----------------------------------------------------5

2.4数据报的具体表现形式-----------------------------------------6

(1) IP数据报的简介----------------------------------------------6

(2) IP数据报的格式----------------------------------------------6

IP数据报的分片与重组----------------------------------7

3、数据报与虚电路比较---------------------------------------------------8

4、总结------------------------------------------------------------------------9

附表一；IP数据报格式

附图一；分片的图示

1、前言

在程控交换技术中，对分组交换有很深的印象。感觉分组交换就像是一句话被分成一个一个字，把他们先编号，然后把一个一个字发送给另外一个人，那个人再把字排序，就可以知道第一个人要告诉他的信息。而作为分组交换中数据报这一关键技术，对信息是采用了以报文形式进行传递。

额，认真阅读了这书上面的内容，查阅有关资料。对分组交换中数据报这一方式有了很多的理解，收获颇多。

在这篇论文中，我主要对分组交换（分块传送）的进行了简单理解，总结了一下其中数据报方式的主要特点，还有数据报（无需连接，自由选路）的表现形式，IP数据报（遵循网络协议，有具体的格式）的具体应用方式，其中分片与重组是数据报传送的精髓。

2、正文

2.1、分组交换简介 Packet Switching

分组交换（Packet Switching，PS）也称包交换。分组是把线路上传输的数据按一定长度分成若干个数据块，每一个数据块法家一个数据头，这种带有数据头的数据块就叫做分组（packet）。发送端把这些“分组”分别发送出去；到达目的地后，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接收端用户，这一过程称为分组交换。

分组交换式在报文交换的基础上发展的。报文交换是源于电报传

输方式发展的数据交换技术，它不需要通过呼叫建立连接，而是以接力的方式，在沿途各节点进行“存储-----转发”。分组交换应用于数据通信和计算机通信中。

2.2、数据报的概念

Data gram

通过网络传输的数据的基本单元，包含一个报头（header）和数据本身，其中报头描述了数据的目的地以及和其它数据之间的关系。完备的、独立的数据实体，该实体携带要从源计算机传递到目的计算机的信息，该信息不依赖以前在源计算机和目的计算机以及传输网络间交换，不需要预先简历逻辑连接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组独立进行选路。

2.3、数据报的特点

1、同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网；

2、每一个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址；

3、数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信；

4、数据报是一种无连接方式，呼叫前不需要建立连接，而是边传送信息边寻路；

5、不需要呼叫建立和呼叫清除过程，直接进行数据传输；

6、数据报方式下每个节点可以自由选路，如果某个节点出现故障，分组可以通过其他路由传送。

2.4、数据报的具体表现形式

（1）IP 数据报

IP 的主要功能是在互联网上将数据以数据报的形式从一台主机传到另一台主机，中间可能要穿越若干个物理网络。在不同的网络之间，通过路由器来传递数据报。

（2）IP 数据报格式

IP 数据报是 Internet 的基本传送单元，包括数据报报头和数据区两部分。 IP 数据报的格式。

图1 、IP 数据报格式

利用报头长度字段和总长度字段，就可以知道 IP 数据报中数据内容的起始位置和长度。由于该字段长 16 比特，所以 IP 数据报最长可达 65535 字节。尽管可以传送一个长达 65535 字节的 IP 数据报，但是大多数的链路层都会对它进行分片。

标识：该字段唯一地标识主机发送的每一份数据报，通常每发送一份报文它的值就会加 1 。DF （ 1 位）：不分片（ Don't Fragment ）标志。 DF=1 表示禁止本数据表分片。

MF：后面还有分片（ More Fragments ）标志。对于分成多段的数据报来说，只有最后一段的 MF=0 ，其它分片的 MF=1 。

分片位移：指明本分片在原数据报中的位置。对单段数据报或多段数据报的第一个分片，分片位移＝ 0 。

生存时间（ TTL ， Time To Live）：该字段设置了数据报可以经过的最多路由器数，即指定了数据报的生存时间。

协议号：指明接收数据报数据部分的上一层协议。

报头校验和：该字段是根据 IP 报头计算出的检验码，它不对报头后面的数据进行计算。源 IP 地址：数据报的源主机的 IP 地址。

目的 IP 地址：数据报的目的主机的 IP 地址。

选项＋填充：选项是数据报中的一个可变长的可选信息。选项字段一直都是以 32bit 作为界限，在必要的时候插入值为 0 的填充字节。这样就保证 IP 报头长度始终是 32bit 的整数倍

分片与重组

在理想情况下，整个数据报被封装在一个物理帧中，使物理网络上的传送非常有效。但是，我们知道，每一种分组交换技术都对一个物理帧可传送的数据量规定了一个固定的上界。例如以太网允许最大帧长 1518 字节，而 X.25 允许的最大包长为 1024 字节。我们把这些限制称为网络最大传送单元或 MTU （ Maximum Transfer

Unit ）。 MTU 可能很小：有的硬件技术限制为 128 字节或更少。当数据报通过一个可以运载长度更大的帧的网络时，把数据报大小限制到互联网上最小 MTU 是不经济的；相反，如果数据报的大小比互联网中最小的网络 MTU 大，则数据报无法封装在一个帧中。

互联网设计的主旨是隐藏底层网络技术和方便用户通信。因此，不

是设计数据报的大小是它与物理网络的限制相近，相反， TCP/IP 软件选择了一个方便的初始数据报大小，同时提供一种机制，在 MTU 较小的网络上，把大的数据报分成较小的单位。这种较小的单位叫做数据报片或段（ fragment ），划分数据报的过程叫做分片或分段。

分片通常发生在路由器上，这些路由器分布在从数据报的源网点到目的网点之间路径上。路由器经常需要从一个具有大 MTU 的网络上接收数据报且必须在一个 MTU 小于数据报大小的网络上传送它，这就需要分片。

分片的实例

网络1和3的MTU为1500，网络2的MTU为620，当主机A和主机B通信时，路由器R1把从A发送到B上的长数据报分片，路由器R2把从B发送到A上的长数据报分片。

分片的图示

数据报的重组有两种方法：一是在通过一个网络后就将分片的数据报重组；而是在到达目的主机后重组。在 TCP/IP 实现中，采用的是后一种方法。这种方法相对较好，它允许对每一个数据报片独立地进行路由选择，而且不要求路由器对分片存储或重组。

目的主机要缓存数据报的分片，等分片到齐后进行重组。但可能有一些分片在传输中丢失，为此 IP 规定了分片保留的最长时间。从数

据报的最先到达的分片开始计时，若逾期分片未到齐，则目标主机丢弃已到达的分片。

3、数据报与虚电路比较

虚电路技术适用于两端之间长时间的数据交换。可靠、保持顺序；缺点：如有故障，则经过故障点的数据全部丢失.

数据报的特点：在目的地需要重新组装报文。优点：如有故障可绕过故障点。缺点：不能保证按顺序到达，丢失不能立即知晓。

从单独的通信网来说,采用有连接的虚电路方式,或是采用无连接的数据报方式都是可以的。但是对于网间互联或IP业务,则是采用数据报方式有利。因为数据报方式可以最大限度地节省对网络节点的处理要求,不需要采取可靠性措施或流量控制,不需要预先建立逻辑的连接路径,它在遇到网内拥塞等情况时,可以迅速改变路由,因而适用于各种不同类型的网络。在国际计算机互联网(因特网)中,用的就是数据报方式。

4、总结

写了这篇论文后觉得自己还是有很大的收获的，对怎样进行数据的传送有了更清晰的认识。数据报方式的优点与不足更明白了，可以学习怎样去利用它的优点扬长避短。虚电路适合于交互式通信,数据报方式更适合于单向通信。

然后，得到的更深的体会是一件事情并不一定是绝对的，就像数据报虽然有它的缺点，但它适合于单向通信，只有最适合的没有最好的。