中職教材數(shù)據(jù)交換技術(shù)

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)§2.3數(shù)據(jù)交換技術(shù)目錄電路交換1存儲—

轉(zhuǎn)發(fā)交換2快速分組交換3

數(shù)據(jù)交換技術(shù)定義：在任意拓撲的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中，通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的某種轉(zhuǎn)接方式來實現(xiàn)從任一端系統(tǒng)到另一端系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通路接續(xù)的技術(shù)。2.3.1電路交換

回顧一下電路交換的特點兩部電話機只需要用一對電線就能夠互相連接起來。

更多的電話機互相連通5部電話機兩兩相連，需10對電線。

更多的電話機互相連通N部電話機兩兩相連，需N(N–1)/2對電線。當(dāng)電話機的數(shù)量很大時，這種連接方法需要的電線對的數(shù)量與電話機數(shù)的平方成正比。使用交換機當(dāng)電話機的數(shù)量增多時，就要使用交換機來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)。

…

交換機“交換”的含義在這里，“交換”(switching)的含義是：轉(zhuǎn)接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。

電路交換的特點電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個階段：建立連接通信釋放連接電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個交換機通話在A到B的連接上進行((((交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA電路交換舉例C和D通話只經(jīng)過一個本地交換機通話在C到D的連接上進行((((交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA電路交換傳送計算機數(shù)據(jù)效率低計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。2.3.2存儲—

轉(zhuǎn)發(fā)交換

2.3.2.1報文交換

2.3.2.2分組交換2.3.2.1報文交換在20世紀(jì)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)。報文交換即存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換。報文則指具有完整消息含義的數(shù)據(jù)單元，交換單元。報頭中至少要包含的信息：①報文的起始標(biāo)志②數(shù)據(jù)的開始標(biāo)志③數(shù)據(jù)源節(jié)點地址④數(shù)據(jù)目的節(jié)點地址及路由信息⑤

控制信息⑥報文編號報文交換特點1、線路利用率高。2、接收者和發(fā)送者無需同時工作，當(dāng)接收者處于繁忙時,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以先將報文暫時存儲起來。3、當(dāng)流量加大時，在線路交換網(wǎng)絡(luò)中可能導(dǎo)致一些呼叫被阻塞；而在報文交換網(wǎng)絡(luò)中報文仍然可以接收，但延時會增加。4、報文交換系統(tǒng)可同時向多個目的站發(fā)送同一報文。這種功能在線路交換方式中是難以實現(xiàn)的。報文交換特點5、可以建立報文傳輸?shù)膬?yōu)先級。6、能夠在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)報文的差錯控制和糾錯處理。7、報文交換網(wǎng)絡(luò)可以進行傳輸速率和代碼格式的轉(zhuǎn)換，使兩個傳輸速率不同且代碼格式相異的工作站連接。8、發(fā)送給未工作的終端的報文可以被截取，或者存儲下來，或者轉(zhuǎn)發(fā)給其他終端由于報文交換存在的一些缺點，所以現(xiàn)在報文交換已經(jīng)很少有人使用了。2.3.2.2分組交換交換機理相同于報文交換，差別在于交換數(shù)據(jù)單元長度不同。交換單元：分組。把報文（一段）分成若干分組，在每個分組前加分組標(biāo)頭進行傳輸。兩種方式：數(shù)據(jù)報：獨立處理的每個分組稱為“數(shù)據(jù)報”。虛電路：建立的一條邏輯連接。報文分組交換的原理在發(fā)送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段。

1101000110101010110101011100010011010010假定這個報文較長不便于傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報文分組交換的原理每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。首部首部首部分組

1分組

2分組

3請注意：現(xiàn)在左邊是“前面”分組交換的原理分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

3分組首部的重要性每一個分組的首部都含有地址等控制信息。分組交換網(wǎng)中的結(jié)點交換機根據(jù)收到的分組的首部中的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點交換機。用這樣的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達最終目的地。分組交換的原理接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

3收到的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組交換的原理最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報文。這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯，在轉(zhuǎn)發(fā)時也沒有被丟棄。報文1101000110101010110101011100010011010010

虛電路分組交換虛呼叫：為建立虛線路的呼叫過程稱為虛呼叫。虛擬線路（虛線路、虛通路）：通過虛呼叫建立起來的邏輯通路稱為虛擬線路。虛通路：通過節(jié)點間的路由表映射功能建立起來的一條“虛”通路。虛電路分組交換虛線路傳輸“分組”交換方式主要特點：要求一對通信實體間聯(lián)結(jié)傳輸?shù)乃蟹纸M都必須沿預(yù)先的虛線路傳輸。每個節(jié)點無須為每個分組進行路由選擇。每個連接只須進行一次路由選擇。分組交換網(wǎng)的示意圖H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1向H5

發(fā)送分組H2向H6

發(fā)送分組注意分組路徑的變化！結(jié)點交換機主機分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1

向

H5

發(fā)送分組結(jié)點交換機主機在結(jié)點交換機

A

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在結(jié)點交換機

C

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在結(jié)點交換機

E

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口最后到達目的主機

H5三種交換方式特點線路交換：在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須建立一條完整的通路；在線路釋放之前，該通路將被一對用戶完全占用;適于猝發(fā)式的通信，線路利用率不高。報文交換：報文從源站傳送到目的地采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式；在傳送報文時，同時只占用一段通道；在交換節(jié)點中需要緩沖存儲，報文需要排隊，時間延遲取決于中繼交換局的數(shù)目；不適用于實時通信的要求。三種交換方式特點分組交換：報文從源站被分成分組進行傳輸，并規(guī)定了最大分組長度；在數(shù)據(jù)報方式中，目的站需要重新組裝報文；可根據(jù)通信網(wǎng)的現(xiàn)狀選擇最佳路由，提高了通信效率和可靠性；分組交換技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)§2.3數(shù)據(jù)交換技術(shù)溫故：1.常見的交換技術(shù)有幾種？分別是什么？2.數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)交換有何不同？知新：1.什么是信元交換？什么是信元？2.信元交換有何特點？3.信元交換模型由幾層構(gòu)成？分別是什么？4.信元交換的工作過程怎樣？三種交換的比較

P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報文報文報文ABCDABCDABCD報文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報文P2P1連接釋放

信元交換技術(shù)是指異步傳輸模式（ATM，AsynchronousTransferMode

），它是一種面向連接的交換技術(shù)，它將信息流分割成固定長度的信息交換單元（信元），語音、視頻和數(shù)據(jù)都可由信元的信息域傳輸。

信元語音數(shù)據(jù)圖象一、什么是信元交換技術(shù)？什么是信元？2.3.4信元元交換技術(shù)ATM信元5字節(jié)信元頭48字節(jié)有效載荷53字節(jié)二、信元交換的特點1、高速2、高效3、技術(shù)復(fù)雜ATM端點AAL層IP層物理層ATM層AAL層IP層物理層ATM層ATM網(wǎng)絡(luò)ATM網(wǎng)絡(luò)交換機交換機ATM層物理層物理層物理層ATM層物理層ATM端點ATM

適配層(AAL)ATM層物理層1、單元（包packet和信元cell）轉(zhuǎn)換2、在始發(fā)點分段，在目標(biāo)點重組三、ATM參考模型1、建立連接2、傳送信元1、控制數(shù)據(jù)位在物理介質(zhì)上的發(fā)送和接收；2、邊界跟蹤。四、信元交換的工作過程ATM端點AAL層IP層物理層ATM層AAL層IP層物理層ATM層ATM網(wǎng)絡(luò)ATM網(wǎng)絡(luò)交換機交換機ATM層物理層物理層物理層ATM層物理層ATM端點目的地址源地址數(shù)據(jù)幀校驗有效載荷信元頭包信元有效載荷信元頭有效載荷信元頭有效載荷信元頭信元頭的加入和去除試一試11、計算機網(wǎng)絡(luò)中常見的交換技術(shù)有幾種？分別是什么？2、下列交換方式中()的傳輸延遲最小。

A.報文交換B.分組交換C.電路交換D.數(shù)據(jù)報分組交換3、下列交換方式中()的傳輸效率最高。

A.報文交換B.分組交換C.電路交換D.數(shù)據(jù)報分組交換4、報文交換和分組交換均采用

交換方式。試一試