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1、數(shù)據(jù)通信技術(shù)第二章 數(shù)據(jù)通信的交換方式PAGE 20 PAGE 21第二章 數(shù)據(jù)據(jù)通信的的交換方方式兩個異地地終端之之間若要進行行數(shù)據(jù)通信信時，我我們可以以建立專專用線路路把兩終終端連接接起來即即可。如如果一個個終端要要與多個個終端進進行通信信，終端端間都照照此辦理理，那末末進出一一個終端端的線路路將會太太多。如如圖2-1所示示的六個個終端間間進行數(shù)數(shù)據(jù)通信信，就需需要155條線路路（全連方式）。這樣樣的結(jié)果果，一是是線路利利用率太太低。因為終端端之間通信的的業(yè)務(wù)量量總是不不均勻的的，一天天內(nèi)只有有部分時時間較忙忙，其余余時間將將會閑著著不用；二是不不經(jīng)濟，終端與與終端都都需線路路直接連連接，

2、線線路數(shù)量量多，投投資大。圖2-11六個終端之間的連接（全連接方式式）圖2-22信息交換示意意圖解決的辦辦法是將將各地的的終端連連至一個個交換設(shè)備備上，該交換設(shè)設(shè)備能按按用戶的的要求將將需要進行數(shù)據(jù)通信的終端連接接起來完完成信息息的交換換任務(wù)，如圖22-2所示示。在信息傳傳輸方面面，由于于數(shù)據(jù)通通信網(wǎng)與與電話通通信網(wǎng)相相比，有有它自己己的特點點（實時性要求不如電話通信網(wǎng)那樣高），因而，在數(shù)據(jù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)中引入入一些特殊的交換方方式。目前，數(shù)數(shù)據(jù)通信信網(wǎng)中可可采用的的信息的的交換方方式有以以下三類類：分組交換換方式(PacketSwitcchinng)電路交換換方式(CirrcuiitSwitcc

3、hinng)報文交換換方式(Messaage Switcchinng)2.1 電路路交換電路交換換方式能能為任一一個入網(wǎng)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信用戶提供供一條臨臨時的專專用的物物理信道（又稱電路），這條條物理信信道是由通通路上各各節(jié)點內(nèi)內(nèi)部在空空間(布布線接續(xù)續(xù))或時時間上(時隙互互換)完完成信道道接續(xù)而構(gòu)成成的，這為信源源的DTEE與信宿宿的DTEE之間建建立一條條信道。在信信息傳輸輸期間，該信道為一對對DTEE用戶所所占用，通信結(jié)結(jié)束才釋釋放該信道。實現(xiàn)電路路交換的的主要設(shè)設(shè)備是具具有電路交交換功能能的交換機，它由電電路交換部分分和控制制部分組組成。電電路交換換部分實實現(xiàn)主、被叫用用戶的連連接，構(gòu)構(gòu)成

4、數(shù)據(jù)據(jù)傳輸信信道；控制制部分的的主要功功能是根根據(jù)主叫叫用戶的的選線信信號控制制交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)完成成接續(xù)。具有電路路交換功能能的交換機可采用布線邏邏輯控制制和存儲儲程序控控制兩種方式完成成接續(xù)功能。存存儲程序序控制方方式采用用計算機機技術(shù)，把完成成控制功功能的邏邏輯操作作，以“程序”的形式式預(yù)先存存儲在存存儲裝置置的。計計算機的的中央處處理裝置置根據(jù)儲儲存的程程序，執(zhí)執(zhí)行加減減、比較較、轉(zhuǎn)移移、邏輯輯變換等等基本運運算來實實現(xiàn)控制制功能。由于在在這種方方式中，規(guī)定控控制功能能是程序序而不是是硬件，所以，可以用用改寫程程序的方方法來變變更或擴擴充功能能?？梢钥纯闯?，這這種方式式具有很很大的靈靈活性。

5、布線邏邏輯控制制方式是是把開關(guān)關(guān)接點和和電子元器件等等通過布布線連接接起來，完成要要求的邏邏輯動作作。采用用這種方方式，要要變更功功能必須須變更布布線，因因而靈活活性較差差。圖2-33是存儲儲程序控控制交換換機的構(gòu)構(gòu)成示意意圖。其其中，固固定存儲儲器存放放規(guī)定交交換機動動作的程程序和各各種數(shù)據(jù)據(jù)；隨機機存儲器器存儲交交換網(wǎng)絡(luò)的忙閑閑狀態(tài)、外部各各裝置的的動作狀狀態(tài)、邏邏輯運算算的中間間結(jié)果等等；掃描描電路則則監(jiān)視用用戶線和和中繼線線的狀態(tài)態(tài)，并將將其變化化通知中中央處理理器；中中央處理理器根據(jù)據(jù)固定存存儲器中中的程序序及狀態(tài)態(tài)信息而而動作，完成控制制功能。圖2-33 存存儲程序序控制交交換機示

6、示意圖數(shù)據(jù)的電電路交換換過程與與目前公用電話交換換網(wǎng)的電話交交換的過過程是相相類似的的。當用用戶要求求發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)時，向本交交換局呼呼叫，在在得到應(yīng)應(yīng)答信號號后，主主叫用戶戶發(fā)送被被叫用戶戶號碼或或地址；本地交交換局根根據(jù)被叫叫用戶號號碼確定定被叫用用戶屬于于哪一個個局的管管轄范圍圍，并隨隨之確定定傳輸路路由；如如果被叫叫用戶屬屬于其它它交換局局，則將將有關(guān)號號碼經(jīng)局局間中繼繼線傳送送給被叫叫用戶所所在局，并呼叫叫被叫用用戶，從從而在主主、被叫叫用戶間間建立起起一條固固定的通通信鏈路路。通信信結(jié)束時時，當其其中一用用戶表示示通信完完畢需要要拆線時時，則該該鏈路上上的各交換換機將本本次通信信所占用

7、用的設(shè)備備和通信鏈路（電路）釋放，以供后后續(xù)的用戶呼叫叫用。2.2 報文文交換為了克服服電路交交換方式式中電路路利用率率低等方方面的缺缺點，人人們發(fā)展了了報文交交換方式式，也稱稱為信息息交換方方式。在在這種交交換方式式中，收收、發(fā)用用戶之間間不存在在直接的的物理信信道。因因此用戶戶之間不不需要先先建立呼呼叫，也也不存在在拆線過過程。它它是將用用戶報文文存儲在在交換機機的存儲儲器中(內(nèi)存或或外存)，當所所需要輸輸出的電電路空閑閑時，再再將該報報文發(fā)向向接收交交換機和和用戶終終端。因因此，報報文交換換系統(tǒng)又又稱“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”系統(tǒng)。它的原原理框圖如圖22-4所示示。圖2-44 報報文交換換方式原原理框

8、圖報文交換換方式雖雖然克服服了電路交換換的某些缺點，但也存在著一些問題，這主要是：一般情況況下要求報報文交換換機要有有高速處處理能力力和大的的存儲器器容量，因此設(shè)設(shè)備費用用高；報文傳輸輸?shù)难舆t時間較長，不適用用于立即即交互型的通信信方式。報文交換換常用于公公眾電報報和電子子信箱業(yè)業(yè)務(wù)。2.3 分組組交換隨著計算算機的廣廣泛應(yīng)用用，對數(shù)數(shù)據(jù)交換換提出了了更高的的要求，這就是：能適應(yīng)不不同速率率的數(shù)據(jù)據(jù)交換，以滿足足不同用用戶的需需要；接續(xù)速度度盡量快；網(wǎng)絡(luò)時延延要小，能適應(yīng)應(yīng)用戶交交互通信的的要求；具有適應(yīng)應(yīng)數(shù)據(jù)用用戶特性性變化的的能力，如多樣樣化的數(shù)數(shù)據(jù)終端端和多樣樣化的數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)務(wù)。前面介紹

9、紹的電路路交換和和報文交交換是不不能滿足足上述要要求的。因為電電路交換換不利于于實現(xiàn)不不同類型型的、不同速率的數(shù)據(jù)終終端設(shè)備備之間的的相互通通信，而而報文交交換信息息傳輸時時延又太太大，不不滿足許許多數(shù)據(jù)據(jù)通信系系統(tǒng)的交交互性的要求。而分組交交換技術(shù)術(shù)較好地地解決了了這些矛矛盾。2.3.1 分組交交換原理理分組交換換也稱包包交換，它是將將用戶傳傳送的數(shù)數(shù)據(jù)分成成一定長長度的包（分組）。在每每個包（分組）的前面面加一個個分組頭頭(標題題)，其其中的地址標志指明該該分組發(fā)發(fā)往何處處，然后后由分組交換機機根據(jù)每每個分組組的地址址標志，將它們們轉(zhuǎn)發(fā)至至目的地地，這一一過程稱稱為分組組交換。進行分分組交

10、換換的通信信網(wǎng)稱為為分組交交換網(wǎng)。分組交換換是用分分組來傳傳輸和交交換信息息的。每每個分組組最前面面約有33100個字節(jié)（8比特特組）作為填寫寫接收地地址和控控制信息息的分組組頭。分分組頭后后面是用用戶數(shù)據(jù)據(jù)，其長長度一般般是固定定的。當當發(fā)送長長報文時時，需將將該報文文劃分成成多個分分組。分分組交換換原理如如圖2-6所示示。圖2-66 分分組交換換示意圖圖圖2-77表示一一份長報報的分組組過程，這里的的報文被分分成三個個分組，每個分分組中的的FCSS表示用用于分組組差錯控控制的檢檢驗序列列。分組組是交換換處理和和傳送處處理的對對象。接接入分組組交換網(wǎng)網(wǎng)的用戶戶終端設(shè)設(shè)備有兩兩類：一一類是分分

11、組型終終端，它它能按照照分組格格式收、發(fā)信息息；一類類是一般般終端，它只能能按照傳傳統(tǒng)的報報文格式式收、發(fā)數(shù)據(jù)據(jù)信息。由于在在分組網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)配備備有分組組裝拆功功能的分分組裝拆拆設(shè)備(PADD)，從從而可使使不同類類型的用用戶終端端互通。圖2-77 分組組的組合合與分解解分組交換換網(wǎng)的工工作原理理如圖22-8所示示。圖中中假設(shè)有有三個交交換中心心(又稱稱為交換換節(jié)點)，分設(shè)設(shè)有分組組交換機機1、22、3；A、BB、C、D為四個數(shù)數(shù)據(jù)通信用戶，A、DD為一般般終端，B、CC為分組組型終端端。A、B分別別向C、D傳送送數(shù)據(jù)。A的數(shù)數(shù)據(jù)C經(jīng)經(jīng)交換機機1的PPAD組組裝成二二個分組組C1和C2，然后后經(jīng)由

12、分分組交換機機1、22之間的的傳輸通通路以及分組交換機機1、33和3、2之間間的傳輸輸通路分別別將C11、C2數(shù)據(jù)傳傳送到終終端C。由于CC為分組組型終端端，C11、C2分組可可由終端端C直接接接收。B的分分組數(shù)據(jù)據(jù)3、22、1經(jīng)經(jīng)由分組組交換機機3、22之間的傳輸通通路傳送送到終端端D。DD終端為為一般終終端，它它不能直直接接收收分組數(shù)數(shù)據(jù)，因因而數(shù)據(jù)據(jù)到交換換機之后后，要經(jīng)經(jīng)分組裝裝拆設(shè)備備恢復(fù)成成一般報報文，然然后再傳傳送到終終端D。圖2-88 分分組交換換網(wǎng)工作作原理由圖2-8可以以看出，在兩個個用戶之之間存在在多個路路由的情況況下，一一份報文文的多個個分組可可各在不不同的路路由上傳輸輸。所以以，分組組交換網(wǎng)網(wǎng)可以并并行傳輸輸報文，而電路路交換網(wǎng)網(wǎng)和報文文交換網(wǎng)網(wǎng)只能串串行傳輸輸報文。分組交換換方式的的分組長長度短，具有統(tǒng)統(tǒng)一的格格式，因因而便于于交換機機存儲(可以只只用內(nèi)存存儲器)和處理。所以，與報文文交換方方式相比比，其信信息傳輸輸延遲時時間大大大縮短。2.3.2 分組交交換網(wǎng)提提供的業(yè)業(yè)務(wù)分組交換換網(wǎng)能為為用戶提提供可交換虛虛電路(SVCC)和永永久虛電電路(PPVC)兩種基基本業(yè)務(wù)務(wù)功能。虛電路路是指在在數(shù)據(jù)交交換前，根據(jù)全全網(wǎng)運行行情況選選擇當時時最佳傳傳輸路由由，將傳傳送數(shù)據(jù)據(jù)的各段段邏輯信信道連接接起來，組成一一條完整整的邏輯輯電路。這條邏