[工學(xué)]數(shù)據(jù)通信技術(shù)-第6章(已修改)
2024-10-28 18:32 本頁面
【正文】 第 6章 數(shù)據(jù)交換 數(shù)據(jù)交換的概念 電 路 交 換 報(bào) 文 交 換 分 組 交 換 數(shù)據(jù)交換中的 連 接和無連接 幀中繼 （ FR） 異步轉(zhuǎn)移模式 （ ATM） 交換 數(shù)據(jù)交換技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 數(shù)據(jù)交換的概念 ? 數(shù)據(jù)交換的必要性 多個(gè)用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 ， 最簡單的實(shí)現(xiàn)方法就是在任意兩個(gè)用戶之間建立直達(dá)線路 ， 這種實(shí)現(xiàn)方式稱為 全連接 。 由全連接方式形成的通信網(wǎng) ， 叫做 完全連接網(wǎng) ， 如圖 61（ a） 所示 。 圖 61 全連接網(wǎng)和交換網(wǎng) ? 交換的概念 ? 1．什么是交換？ 為了便于理解交換的概念 ， 下面給出交換的定義 。 所謂 交換是采用交換機(jī) （ 或節(jié)點(diǎn)機(jī) ） 等交換系統(tǒng) ， 通過路由選擇技術(shù)在進(jìn)行通信的雙方之間建立物理的 /邏輯的連接 ， 形成一條通信電路 ， 實(shí)現(xiàn)通信雙方的信息傳輸和交換的一種技術(shù) 。 具有交換功能的網(wǎng)絡(luò)稱為 交換網(wǎng)絡(luò) ，交換中心稱為 交換節(jié)點(diǎn) 。 通常 ， 交換節(jié)點(diǎn)泛指網(wǎng)內(nèi)的各類交換機(jī) ， 它具有為兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備創(chuàng)建臨時(shí)連接的能力 。 ? 2．交換節(jié)點(diǎn)的基本組成 不論是何種類型的交換節(jié)點(diǎn) ， 它都是由交換網(wǎng)絡(luò) 、 通信接口 、 控制單元以及信令單元等幾部分組成 ， 如圖 63所示 。 圖 63 交換節(jié)點(diǎn)的組成 交換網(wǎng)絡(luò) 它主要是與硬件有關(guān)的交換結(jié)構(gòu) ， 其基本功能是提供用戶通信接口之間的連接 ， 整個(gè)連接過程是受控制單元的程序控制的 。 通信接口 通信接口一般分為兩種：用戶接口和中繼接口 。 控制單元 交換系統(tǒng)應(yīng)能在程序控制下有條不紊地完成大量的接續(xù)連接 ， 以確保服務(wù)質(zhì)量 （ QoS） 。 ? 3．利用交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的途徑 隨著桌面計(jì)算機(jī)和便攜式移動(dòng)計(jì)算機(jī)的發(fā)展 ， 以及數(shù)據(jù)通信量的日益增長 ， 用戶對(duì)帶寬的需求也越來越高 。 ? 交換方式的分類 所謂 交換方式是指對(duì)應(yīng)于各種傳輸模式 ， 交換節(jié)點(diǎn)為完成其交換功能所采用的互通 （ Intermunication） 技術(shù) 。 交換方式主要分為兩類 。 ? 1．電路交換方式 （或線路交換方式） ? 2．存儲(chǔ) /轉(zhuǎn)發(fā)交換方式 （或信息交換方式） ? 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)及其對(duì)交換方式的要求 ? 1．通信速率、信號(hào)形式 ? 2．業(yè)務(wù)量、實(shí)時(shí)性 ?（ 1）短數(shù)據(jù)傳送 ?（ 2）交互式數(shù)據(jù)傳送 ?（ 3）批方式數(shù)據(jù)傳送 ? 3．傳輸差錯(cuò) ? 4．呼叫 /應(yīng)答 電 路 交 換 ? 電路交換的工作原理 ? 1．背景 ? 2．工作原理 采用電路交換方式的交換網(wǎng)能為任一個(gè)入網(wǎng)的數(shù)據(jù)流提供一條臨時(shí)的專用物理通路 。它是由通路上各節(jié)點(diǎn)內(nèi)部在空間上 （ 布線連接 ， 即空間交換 ） 或在時(shí)間上 （ 時(shí)隙互換 ）完成信道轉(zhuǎn)接而構(gòu)成的 ， 為源 DTE和宿 DTE之間建立起的一條直通線路 。 ?（ 1）線路建立階段 在傳輸任何數(shù)據(jù)之前 ， 都必須建立端到端 （ 或站到站 ） 的線路 。 ?（ 2）數(shù)據(jù)傳送階段 A站與 B站的一對(duì)通信實(shí)體在鏈路傳輸規(guī)程的控制下 ， 完成鏈路的連接 ， 隨之進(jìn)行單工 、 半雙工和全雙工數(shù)據(jù)傳輸 。 ?（ 3）線路拆除階段 數(shù)據(jù)傳輸完后 ， 由任一站主動(dòng)向交換網(wǎng)發(fā)出 “ 拆線請(qǐng)求 ” 信令 ， 該信令沿著通路各節(jié)點(diǎn)傳送 ， 使這些節(jié)點(diǎn)拆除各段鏈路 ，以釋放信道資源 。 這個(gè)拆線過程只是交換網(wǎng)的內(nèi)部過程 ， 一般與通信雙方的站設(shè)備無關(guān) 。 ? 電路交換的特點(diǎn)及其應(yīng)用 ? 1．電路交換的特點(diǎn) ?（ 1）優(yōu)點(diǎn) ? 信息傳輸延遲時(shí)間小 （ 對(duì)于一次連接來說 ， 傳輸延遲是固定不變的 ） 。 ? 交換機(jī)對(duì)用戶的數(shù)據(jù)信息不進(jìn)行存儲(chǔ) 、 分析和處理 ， 交換機(jī)在處理方面的開銷小 ， 對(duì)用戶的數(shù)據(jù)信息不需要附加許多用于控制的信息 ， 傳輸效率高 。 ? 信息的編碼方法和信息格式不受限制 ， 即可在用戶間提供 “ 透明 ” 的傳輸 。 ?（ 2）缺點(diǎn) ? 電路接續(xù)時(shí)間較長 ， 短報(bào)文通信效率低 。 ? 電路資源被通信雙方占用 ， 電路利用率低 。 ? 通信雙方在信息傳輸速率 、 編碼格式 、 同步方式 、 通信規(guī)程等方面應(yīng)完全兼容 ， 這就限制了各種不同速率 、 不同代碼格式 、 不同通信規(guī)程的用戶終端之間互通 。 ? 有呼損 。 ? 傳輸質(zhì)量較多地依賴于線路的性能 ，因而差錯(cuò)率較高 。 ? 2．電路交換的應(yīng)用 ? 3．電路交換方式的改進(jìn) 報(bào) 文 交 換 ? 報(bào)文交換的工作原理 由于電路交換的資源利用率低 ， 不同類型的用戶間不能直接互通 ， 靈活性差 ，所以 ， 又發(fā)展了報(bào)文交換 ， 也稱為信息交換方式 （ 或文電交換方式 ） 。 報(bào)文交換的基本思想就是 “ 存儲(chǔ) — 轉(zhuǎn)發(fā) ” 。 假定用戶甲有報(bào)文 A， B和 C要發(fā)往乙用戶時(shí) ， 甲用戶不需要先接通乙用戶之間的電路 ， 而是先與連接甲的一中間節(jié)點(diǎn)接通 ， 將報(bào)文 A， B和 C先存儲(chǔ)下來；然后 ，分析報(bào)文提供的乙地址信息 ， 根據(jù)地址信息接通下一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)后 ， 將報(bào)文 A， B和C轉(zhuǎn)發(fā)出去；如此進(jìn)行下去直到將數(shù)據(jù)報(bào)文 A， B和 C發(fā)往乙用戶 。 ? 報(bào)文交換的優(yōu)缺點(diǎn) ? 1．優(yōu)點(diǎn) 報(bào)文交換的主要特征是交換機(jī)存儲(chǔ)整個(gè)報(bào)文 ， 并進(jìn)行必要的處理 。 因此 ， 報(bào)文交換的主要優(yōu)點(diǎn)如下 。
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