2.3數(shù)據(jù)交換技術(shù)

第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

(第三講)想一想1、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型構(gòu)成2、三種通信方式3、三種數(shù)據(jù)傳輸方式2.3數(shù)據(jù)交換技術(shù)教學(xué)目標(biāo)：1.了解數(shù)據(jù)交換技術(shù)的功能和分類(lèi)2.掌握數(shù)據(jù)交換技術(shù)3.理解各數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)電路交換報(bào)文交換分組交換數(shù)據(jù)交換是指將數(shù)據(jù)在通信子網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)間的傳輸過(guò)程的統(tǒng)稱(chēng)。數(shù)據(jù)交換技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行侄巍ＭǔＪ褂盟姆N交換技術(shù)：電路交換報(bào)文交換分組交換信元交換（一）電路交換電路交換（也稱(chēng)線(xiàn)路交換）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（交換設(shè)備）在工作站之間建立專(zhuān)用的通信通道，即在兩個(gè)工作站之間建立實(shí)際的物理連接。一旦通信線(xiàn)路建立，這對(duì)端點(diǎn)就獨(dú)占該條物理通道，直至通信線(xiàn)路被取消。電路交換的三個(gè)階段：電路建立階段數(shù)據(jù)傳輸階段拆除電路階段電路交換的特點(diǎn)(熟記)電路交換中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是電子式或電子機(jī)械式的交換設(shè)備，它不對(duì)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行任何處理。數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始前必須建立兩個(gè)工作站之間實(shí)際的物理連接，然后才能通信。通道在連接期間是專(zhuān)用的，線(xiàn)路利用率較低。除鏈路上的傳輸延時(shí)外，不再有其他的延時(shí)，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延時(shí)是很小的。整個(gè)鏈路上有一致的數(shù)據(jù)傳輸速率，連接兩端的計(jì)算機(jī)必須同時(shí)工作。電路交換的主要優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好，由于信道專(zhuān)用，通信速率較高；缺點(diǎn)是線(xiàn)路利用率低，不能連接不同類(lèi)型的線(xiàn)路組成鏈路，通信的雙方必須同時(shí)工作。電路交換必定是面向連接的，電話(huà)系統(tǒng)就是這種方式。（二）報(bào)文交換報(bào)文是一個(gè)帶有目的端信息和控制信息的數(shù)據(jù)包。報(bào)文交換采取的是“存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)”（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立專(zhuān)用的物理線(xiàn)路。報(bào)文交換過(guò)程：發(fā)方把待傳送的正文信息再加上相應(yīng)的控制信息形成一份份報(bào)文；再以報(bào)文為單位送到各節(jié)點(diǎn)；交換節(jié)點(diǎn)在接收?qǐng)?bào)文后進(jìn)行緩存和必要的處理；待指定輸出端線(xiàn)路和下一節(jié)點(diǎn)空閑時(shí)，再將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)出去，直到目的節(jié)點(diǎn)；目的節(jié)點(diǎn)將收到的各份報(bào)文中的正文信息交付給收端DTE。在20世紀(jì)40年代，電報(bào)通信也采用了基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理的報(bào)文交換(messageswitching)。報(bào)文交換的時(shí)延較長(zhǎng)，從幾分鐘到幾小時(shí)不等?，F(xiàn)在，報(bào)文交換已經(jīng)很少有人使用了。報(bào)文交換優(yōu)缺點(diǎn)具有下列優(yōu)點(diǎn)：線(xiàn)路利用率較高，一個(gè)信道可以被多個(gè)報(bào)文共享。接收方和發(fā)送方無(wú)需同時(shí)工作，在接收和方“忙”時(shí)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可暫存報(bào)文?？赏瑫r(shí)向多個(gè)目的站發(fā)送同一報(bào)文，這在電路交換方式中是難以實(shí)現(xiàn)的。能夠在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)報(bào)文的差錯(cuò)控制和糾錯(cuò)處理。報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)能進(jìn)行速度和代碼轉(zhuǎn)換。報(bào)文交換優(yōu)缺點(diǎn)報(bào)文交換的主要缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)較長(zhǎng)且變化比較大，因而不宜用于實(shí)時(shí)通信或交互式的應(yīng)用場(chǎng)合。（三）分組交換分組交換也稱(chēng)包交換，它是報(bào)文交換的一種改進(jìn)，也屬于存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，但它不是以報(bào)文為單位，而是以長(zhǎng)度受到限制的報(bào)文分組（Packet）為單位進(jìn)行傳輸交換的。分組也叫做信息包，分組交換有時(shí)也稱(chēng)為包交換。分組在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，還可以分為兩種不同的方式：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路。數(shù)據(jù)報(bào)（DataGram）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的基本單元，包含一個(gè)報(bào)頭（header）和數(shù)據(jù)本身，其中報(bào)頭描述了數(shù)據(jù)的目的地以及和其它數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于短報(bào)文數(shù)據(jù)，通信傳輸率較高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障的適應(yīng)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：傳輸時(shí)延較大，時(shí)延離散度大。虛電路（VirtualCircuit）

定義：兩個(gè)用戶(hù)的終端設(shè)備在開(kāi)始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前，需要通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接。在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)或應(yīng)用進(jìn)程之間建立起一個(gè)邏輯上的連接或虛電路后，就可以在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間依次發(fā)送每一個(gè)分組，接受端收到分組的順序必然與發(fā)送端的發(fā)送順序一致，因此接受端無(wú)須負(fù)責(zé)在收集分組后重新進(jìn)行排序。虛電路的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于數(shù)據(jù)量較大的通信傳輸率高，分組傳輸延時(shí)短，且不容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組丟失。缺點(diǎn)：對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)性較大。分組交換的優(yōu)點(diǎn)分組交換有傳輸質(zhì)量高，誤碼率低、能選擇最佳路徑，節(jié)點(diǎn)電路利用率高、傳輸信息有一定延時(shí)、適宜于傳輸短報(bào)文等特點(diǎn)。（四）信元交換技術(shù)信元交換技術(shù)（ATM，AsynchronousTransferMode，異步傳輸模式）ATM是一種面向連接的交換技術(shù)，它采用小的固定長(zhǎng)度的信息交換單元（一個(gè)53Byte的信元），話(huà)音、視頻和數(shù)據(jù)都可由信元的信息域傳輸。它綜合吸取了分組交換高效率和電路交換高速率的優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)分組交換速率低的弱點(diǎn)，利用電路交換完全與協(xié)議處理幾乎無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，通過(guò)高性能的硬件設(shè)備來(lái)提高處理速度，以實(shí)現(xiàn)高速化。ATM是一種廣域網(wǎng)主干線(xiàn)的較好選擇。鞏固練習(xí)1.在數(shù)據(jù)交換中（）的傳輸延遲最小A.電路交換B.分組交換C.報(bào)文交換D.信元交換2.分組交換可以分為（）和虛電路兩種交換類(lèi)型A.永久虛電路B.數(shù)據(jù)報(bào)C.呼叫虛電路D.包交換3.在數(shù)據(jù)傳輸中需要建立連接的是（）A.電路交換