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)缺點教學(xué)重點、難點電路交換報文交換分組交換數(shù)據(jù)交換是指將數(shù)據(jù)在通信子網(wǎng)中節(jié)點間的傳輸過程的統(tǒng)稱。數(shù)據(jù)交換技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行侄?。通常使用四種交換技術(shù)：電路交換報文交換分組交換信元交換（一）電路交換電路交換（也稱線路交換）通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（交換設(shè)備）在工作站之間建立專用的通信通道，即在兩個工作站之間建立實際的物理連接。一旦通信線路建立，這對端點就獨占該條物理通道，直至通信線路被取消。電路交換的三個階段：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(熟記)電路交換中的每個節(jié)點都是電子式或電子機械式的交換設(shè)備，它不對傳輸?shù)男畔⑦M行任何處理。數(shù)據(jù)傳輸開始前必須建立兩個工作站之間實際的物理連接，然后才能通信。通道在連接期間是專用的，線路利用率較低。除鏈路上的傳輸延時外，不再有其他的延時，在每個節(jié)點的延時是很小的。整個鏈路上有一致的數(shù)據(jù)傳輸速率，連接兩端的計算機必須同時工作。電路交換的主要優(yōu)點是實時性好，由于信道專用，通信速率較高；缺點是線路利用率低，不能連接不同類型的線路組成鏈路，通信的雙方必須同時工作。電路交換必定是面向連接的，電話系統(tǒng)就是這種方式。（二）報文交換報文是一個帶有目的端信息和控制信息的數(shù)據(jù)包。報文交換采取的是“存儲—轉(zhuǎn)發(fā)”（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的兩個節(jié)點之間建立專用的物理線路。報文交換過程：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文；再以報文為單位送到各節(jié)點；交換節(jié)點在接收報文后進行緩存和必要的處理；待指定輸出端線路和下一節(jié)點空閑時，再將報文轉(zhuǎn)發(fā)出去，直到目的節(jié)點；目的節(jié)點將收到的各份報文中的正文信息交付給收端DTE。在20世紀40年代，電報通信也采用了基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理的報文交換(messageswitching)。報文交換的時延較長，從幾分鐘到幾小時不等?，F(xiàn)在，報文交換已經(jīng)很少有人使用了。報文交換優(yōu)缺點具有下列優(yōu)點：線路利用率較高，一個信道可以被多個報文共享。接收方和發(fā)送方無需同時工作，在接收和方“忙”時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可暫存報文?？赏瑫r向多個目的站發(fā)送同一報文，這在電路交換方式中是難以實現(xiàn)的。能夠在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)報文的差錯控制和糾錯處理。報文交換網(wǎng)絡(luò)能進行速度和代碼轉(zhuǎn)換。報文交換優(yōu)缺點報文交換的主要缺點是網(wǎng)絡(luò)的延時較長且變化比較大，因而不宜用于實時通信或交互式的應(yīng)用場合。（三）分組交換分組交換也稱包交換，它是報文交換的一種改進，也屬于存儲-轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，但它不是以報文為單位，而是以長度受到限制的報文分組（Packet）為單位進行傳輸交換的。分組也叫做信息包，分組交換有時也稱為包交換。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)報和虛電路。數(shù)據(jù)報（DataGram）通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的基本單元，包含一個報頭（header）和數(shù)據(jù)本身，其中報頭描述了數(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：對于短報文數(shù)據(jù)，通信傳輸率較高，對網(wǎng)絡(luò)故障的適應(yīng)能力強。缺點：傳輸時延較大，時延離散度大。虛電路（VirtualCircuit）

定義：兩個用戶的終端設(shè)備在開始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前，需要通過通信網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接。在兩個節(jié)點或應(yīng)用進程之間建立起一個邏輯上的連接或虛電路后，就可以在兩個節(jié)點之間依次發(fā)送每一個分組，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，因此接受端無須負責(zé)在收集分組后重新進行排序。虛電路的優(yōu)缺點優(yōu)點：對于數(shù)據(jù)量較大的通信傳輸率高，分組傳輸延時短，且不容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組丟失。缺點：對網(wǎng)絡(luò)的依賴性較大。分組交換的優(yōu)點分組交換有傳輸質(zhì)量高，誤碼率低、能選擇最佳路徑，節(jié)點電路利用率高、傳輸信息有一定延時、適宜于傳輸短報文等特點。（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)，它采用小的固定長度的信息交換單元（一個53Byte的信元），話音、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，針對分組交換速率低的弱點，利用電路交換完全與協(xié)議處理幾乎無關(guān)的特點，通過高性能的硬件設(shè)備來提高處理速度，以實現(xiàn)高速化。ATM是一種廣域網(wǎng)主干線的較好選擇。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型A.永久虛電路B.數(shù)據(jù)報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