數(shù)據(jù)通信的交換方式

1、 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word第二章 數(shù)據(jù)通信的交換(jiohun)方式兩個異地(yd)終端之間假設(shè)(jish)要進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時，我們可以建立專用線路把兩終端連接起來即可。如果一個終端要與多個終端進(jìn)行通信，終端間都照此辦理，那末進(jìn)出(jnch)一個終端的線路將會太多。如圖2-1所示的六個終端間進(jìn)行(jnxng)數(shù)據(jù)通信，就需要15條線路全連方式。這樣的結(jié)果，一是線路利用率太低。因?yàn)榻K端之間通信的業(yè)務(wù)量總是不均勻的，一天內(nèi)只有局部時間較忙，其余時間將會閑著不用；二是不經(jīng)濟(jì)，終端與終端都需線路直接連接，線路數(shù)量多，投資大。圖2

2、-1 六個終端之間的連接全連接方式圖2-2 信息交換示意圖解決的方法是將各地的終端連至一個交換設(shè)備上，該交換設(shè)備能按用戶的要求將需要進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的終端連接起來完成信息的交換任務(wù)，如圖2-2所示。在信息傳輸方面，由于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與 通信網(wǎng)相比，有它自己的特點(diǎn)實(shí)時性要求不如 通信網(wǎng)那樣高，因而，在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中引入一些特殊的交換方式。目前，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中可采用的信息的交換方式有以下三類：分組交換方式(Packet Switching)電路交換方式( Circuit Switching)報(bào)文交換方式(Message Switching)2.1 電路(dinl)交換電路交換方式(fngsh)能為任一個入網(wǎng)的

3、數(shù)據(jù)通信用戶提供一條臨時的專用的物理信道又稱電路(dinl)，這條物理信道是由通路(tngl)上各節(jié)點(diǎn)內(nèi)部在空間(布線(b xin)接續(xù))或時間上(時隙互換)完成信道接續(xù)而構(gòu)成的，這為信源的DTE與信宿的DTE之間建立一條信道。在信息傳輸期間，該信道為一對DTE用戶所占用，通信結(jié)束才釋放該信道。實(shí)現(xiàn)電路交換的主要設(shè)備是具有電路交換功能的交換機(jī)，它由電路交換局部和控制局部組成。電路交換局部實(shí)現(xiàn)主、被叫用戶的連接，構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸信道；控制局部的主要功能是根據(jù)主叫用戶的選線信號控制交換網(wǎng)絡(luò)完成接續(xù)。具有電路交換功能的交換機(jī)可采用布線邏輯控制和存儲程序控制兩種方式完成接續(xù)功能。存儲程序控制方式采用計(jì)算機(jī)

4、技術(shù)，把完成控制功能的邏輯操作，以“程序的形式預(yù)先存儲在存儲裝置的。計(jì)算機(jī)的中央處理裝置根據(jù)儲存的程序，執(zhí)行加減、比擬、轉(zhuǎn)移、邏輯變換等根本運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)控制功能。由于在這種方式中，規(guī)定控制功能是程序而不是硬件，所以，可以用改寫程序的方法來變更或擴(kuò)充功能?？梢钥闯?，這種方式具有很大的靈活性。布線邏輯控制方式是把開關(guān)接點(diǎn)和電子元器件等通過布線連接起來，完成要求的邏輯動作。采用這種方式，要變更功能必須變更布線，因而靈活性較差。圖2-3是存儲程序控制交換機(jī)的構(gòu)成示意圖。其中，固定存儲器存放規(guī)定交換機(jī)動作的程序和各種數(shù)據(jù)；隨機(jī)存儲器存儲交換網(wǎng)絡(luò)的忙閑狀態(tài)、外部各裝置的動作狀態(tài)、邏輯運(yùn)算的中間結(jié)果等；掃描電

5、路那么監(jiān)視用戶線和中繼線的狀態(tài)，并將其變化通知中央處理器；中央處理器根據(jù)固定存儲器中的程序及狀態(tài)信息而動作，完成控制功能。圖2-3 存儲程序控制交換機(jī)示意圖數(shù)據(jù)的電路交換過程與目前公用 交換網(wǎng)的 交換的過程是相類似的。當(dāng)用戶要求發(fā)送數(shù)據(jù)時，向本交換局呼叫，在得到應(yīng)答信號后，主叫用戶發(fā)送被叫用戶號碼或地址；本地交換局根據(jù)被叫用戶號碼確定被叫用戶屬于哪一個局的管轄范圍，并隨之確定傳輸路由；如果被叫用戶屬于其它交換局，那么將有關(guān)號碼經(jīng)局間中繼線傳送給被叫用戶所在局，并呼叫被叫用戶，從而在主、被叫用戶間建立起一條固定的通信鏈路。通信結(jié)束時，當(dāng)其中一用戶表示通信完畢需要拆線時，那么該鏈路上的各交換機(jī)將本

6、次通信所占用的設(shè)備和通信鏈路電路釋放，以供后續(xù)的用戶呼叫用。2.2 報(bào)文交換為了克服(kf)電路交換方式中電路利用率低等方面的缺點(diǎn)，人們開展(kizhn)了報(bào)文交換(jiohun)方式，也稱為信息交換方式。在這種交換方式中，收、發(fā)用戶之間不存在直接的物理信道。因此用戶之間不需要先建立呼叫，也不存在拆線過程。它是將用戶報(bào)文存儲在交換機(jī)的存儲器中(內(nèi)存(ni cn)或外存)，當(dāng)所需要輸出的電路空閑(kngxin)時，再將該報(bào)文發(fā)向接收交換機(jī)和用戶終端。因此，報(bào)文交換系統(tǒng)又稱“存儲轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)。它的原理框圖如圖2-4所示。圖2-4 報(bào)文交換方式原理框圖報(bào)文交換方式雖然克服了電路交換的某些缺點(diǎn)，但也存在著

7、一些問題，這主要是：一般情況下要求報(bào)文交換機(jī)要有高速處理能力和大的存儲器容量，因此設(shè)備費(fèi)用高；報(bào)文傳輸?shù)难舆t時間較長，不適用于立即交互型的通信方式。報(bào)文交換常用于公眾電報(bào)和電子信箱業(yè)務(wù)。2.3 分組交換隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，對數(shù)據(jù)交換提出了更高的要求，這就是：能適應(yīng)不同速率的數(shù)據(jù)交換，以滿足不同用戶的需要；接續(xù)速度盡量快；網(wǎng)絡(luò)時延要小，能適應(yīng)用戶交互通信的要求；具有適應(yīng)數(shù)據(jù)(shj)用戶特性變化的能力，如多樣化的數(shù)據(jù)終端和多樣化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。前面介紹的電路交換和報(bào)文交換是不能滿足上述要求的。因?yàn)殡娐方粨Q不利于實(shí)現(xiàn)不同類型的、不同速率的數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的相互通信，而報(bào)文交換信息(xnx)傳輸時延又

8、太大，不滿足許多數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的交互性的要求。而分組交換技術(shù)較好地解決了這些矛盾。2.3.1 分組交換(jiohun)原理分組交換也稱包交換，它是將用戶(yngh)傳送的數(shù)據(jù)分成一定長度的包分組。在每個包分組的前面(qin mian)加一個分組頭(標(biāo)題)，其中的地址標(biāo)志指明該分組發(fā)往何處，然后由分組交換機(jī)根據(jù)每個分組的地址標(biāo)志，將它們轉(zhuǎn)發(fā)至目的地，這一過程稱為分組交換。進(jìn)行分組交換的通信網(wǎng)稱為分組交換網(wǎng)。分組交換是用分組來傳輸和交換信息的。每個分組最前面約有310個字節(jié)8比特組作為填寫接收地址和控制信息的分組頭。分組頭后面是用戶數(shù)據(jù)，其長度一般是固定的。當(dāng)發(fā)送長報(bào)文時，需將該報(bào)文劃分成多個分組。

9、分組交換原理如圖2-6所示。圖2-6 分組交換示意圖圖2-7表示一份長報(bào)的分組過程，這里的報(bào)文被分成三個分組，每個分組中的FCS表示用于分組過失控制的檢驗(yàn)序列。分組是交換處理和傳送處理的對象。接入分組交換網(wǎng)的用戶終端設(shè)備有兩類：一類是分組型終端，它能按照分組格式收、發(fā)信息；一類是一般終端，它只能按照傳統(tǒng)的報(bào)文格式收、發(fā)數(shù)據(jù)信息。由于在分組網(wǎng)內(nèi)配備有分組裝拆功能的分組裝拆設(shè)備(PAD)，從而可使不同類型的用戶終端互通。圖2-7 分組的組合(zh)與分解分組交換網(wǎng)的工作(gngzu)原理如圖2-8所示。圖中假設(shè)(jish)有三個交換中心(又稱為(chn wi)交換節(jié)點(diǎn))，分設(shè)有分組交換機(jī)1、2、3

10、；A、B、C、D為四個數(shù)據(jù)通信用戶(yngh)，A、D為一般終端，B、C為分組型終端。A、B分別向C、D傳送數(shù)據(jù)。A的數(shù)據(jù)C經(jīng)交換機(jī)1的PAD組裝成二個分組C1和C2，然后經(jīng)由分組交換機(jī)1、2之間的傳輸通路以及分組交換機(jī)1、3和3、2之間的傳輸通路分別將C1、C2數(shù)據(jù)傳送到終端C。由于C為分組型終端，C1、C2分組可由終端C直接接收。B的分組數(shù)據(jù)3、2、1經(jīng)由分組交換機(jī)3、2之間的傳輸通路傳送到終端D。D終端為一般終端，它不能直接接收分組數(shù)據(jù)，因而數(shù)據(jù)到交換機(jī)之后，要經(jīng)分組裝拆設(shè)備恢復(fù)成一般報(bào)文，然后再傳送到終端D。圖2-8 分組交換網(wǎng)工作原理(yunl)由圖2-8可以(ky)看出，在兩個用戶

11、之間存在多個路由的情況下，一份報(bào)文的多個分組可各在不同的路由上傳輸。所以，分組交換網(wǎng)可以并行傳輸報(bào)文，而電路交換網(wǎng)和報(bào)文交換網(wǎng)只能串行傳輸報(bào)文。分組交換方式的分組長度短，具有統(tǒng)一(tngy)的格式，因而便于交換機(jī)存儲(可以(ky)只用內(nèi)存儲器)和處理。所以(suy)，與報(bào)文交換方式相比，其信息傳輸延遲時間大大縮短。2.3.2 分組交換網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)分組交換網(wǎng)能為用戶提供可交換虛電路(SVC)和永久虛電路(PVC)兩種根本業(yè)務(wù)功能。虛電路是指在數(shù)據(jù)交換前，根據(jù)全網(wǎng)運(yùn)行情況選擇當(dāng)時最正確傳輸路由，將傳送數(shù)據(jù)的各段邏輯信道連接起來，組成一條完整的邏輯電路。這條邏輯電路只有在有數(shù)據(jù)傳送時才被占用，因而叫虛電路。SVC是兩個數(shù)據(jù)終端用戶之間建立的臨時邏輯連接，它是通過數(shù)據(jù)終端撥號建立，通信結(jié)束撤除虛電路。PVC是兩個數(shù)據(jù)終端用戶虛電路的永久連接，不需要撥號建立及拆線釋放電路的過程，用戶可以隨時使用該邏輯信道。分組交換方式非常適合于具有中等數(shù)據(jù)量而且數(shù)據(jù)通信用戶比擬分散的場合。內(nèi)容總結(jié)（1）第二章 數(shù)