计算机网络数据交换方式.ppt

2.6 数据交换技术 交换的概念 为什么要采用交换技术 实现数据交换的方法 为什么要采用交换技术？ 提高线路利用率（当网络中节点较多时使用专门的点到点线路浪费资源） 实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换和分组交换。 电路交换 在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。 可以是真正的物理线路，也可以是一个复用信道。 特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。——称为“面向连接的”（典型例子：电话） 过程：建立连接→通信→释放连接 优缺点： 建立连接的时间长； 一旦建立连接就独占线路，线路利用率低； 无纠错机制； 建立连接后，传输延迟小。 不适用于计算机通信：因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10%。 例如：建立连接的时间为0.5s，计算机以1Mb/s的速率发送10KB。线路利用率＝？ 电话网络中的电路交换 电路交换也能在多路复用信道上实现 在物理线路的某个信道上建立连接 主要用于电话通信网络、远程用户或移动用户连接企业局域网，或用于高速线路的备份 报文交换 以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。 在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储下来，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。 传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻节点传输报文时建立节点间的连接。——称为“无连接的”（典型例子：电报） 整个报文（Message）作为一个整体一起发送。 优缺点： 没有建立和拆除连接所需的等待时间； 线路利用率高； 传输可靠性较高； 报文大小不一，造成存储管理复杂； 大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高； 出错后整个报文全部重发。 类比：下载时若无断点续传功能，一旦出错你会怎样做？ 分组交换（包交换） 将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行存储转发。 数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是“无连接的”。 有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。 优缺点： 对转发节点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组——速度快； 转发延时小——适用于交互式通信； 某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高； 各分组可通过不同路径传输，容错性好。 需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。 分组交换有两种交换方式： 数据报方式和虚电路方式 数据报方式（Datagram） 各分组独立地确定路由（传输路径） 不能保证分组按序到达，所以目的站点需要按分组编号重新排序和组装 虚电路方式（Virtual Circuit） 通信前预先建立一条逻辑连接——虚电路 虚电路是由其路径上的所有交换机中的路由表定义的逻辑连接 类比：铁路系统（旅客/列车:分组，铁路网:网络，火车站:节点） “济南－北京”G101这条线路可以看成是一条虚路径 也需要三个过程：建立－数据传输－拆除 建立虚电路时，交换机将预留传输时所需的所有资源 虚电路的路由在建立时确定，传输数据时则不再需要 数据传输时只需指定虚电路号，分组即可按虚电路的路由穿越网络——“数字管道” 提供的是“面向连接”的服务 但却没有像电路交换那样始终占用一条端到端的物理通道，只是断续地依次占用传输路径上各个链路段——与铁路系统类比 可以看成是采用了电路交换思想的分组交换 能够保证分组按序到达 分组通过预先建立好的虚电路穿越网络 总结 采用交换技术的原因：提高线路利用率 实现交换的方法： 电话交换—面向连接的 报文交换—无连接的 分组交换—无连接的 数据报方式—各分组独立确定路由不能保证分组按序到达 虚电路—采用了电话交换思想的分组交换技术，保证分组按序到达 * * * 什么是交换？ 按某种方式动态地分配传输线路资源。 例如，电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线路，该线路又可分配给其他用户。 最初的交换：人工转接交换 …… …… 499500 1000 …… …… 1 2 3 3 6 4 10 5 n(n-1)/2 n 线路数 节点数 1 2 3 4 5 无交换的点-点全互连网络 为什么要采用交换技术？ 数据报方式不能保证分组按序到达 分组可能通过多个路径穿越网络