759-第五讲数据交换技术.pptVIP

第五讲 2.3 数据交换技术1. 数据交换的概念 数据交换是指在任意拓扑结构的通信网络中，通过网络节点的某种转换方式实现任意两个或多个系统之间的连接。 数据交换是多节点网络中实现数据传输的有效手段。 数据交换通过中间网络实现，这个中间网络只为数据从一个节点到另一个节点直至到达目的点提供交换的功能。这个中间网络也叫交换网络，组成交换网络的节点叫交换节点，一般的交换网络都是通信子网。 按交换原理区分，数据交换有线路交换、存储交换和混合交换。 而具体实现的交换技术有：线路交换、报文交换、报文分组交换、ATM交换、帧中继交换等。 2. 线路交换 线路交换是数据通信领域最早使用的交换方式,多用于电话网络交换。线路交换就是要通过中间交换节点在两个站点之间建立一条专用的通信线路。 利用线路交换进行通信包括建立线路、传输数据和拆除线路三个阶段。 建立线路：源点向网络发送带目的点地址的请求连接信号。该信号先到达连接源点的第一个交换节点，该节点根据请求中的目的点地址，按一定的规则将请求传送到下一个节点；依此类推，直到目的点。目的点接到请求信号后，若同意通信，从刚才的来路返回一个应答信号，此时，源木节点之间的线路即已建成。 传输数据：源点在已建立的线路上发送数据和控制信息，直至全部发送完毕。 拆除线路：源点数据发送完毕，且目的点也正确接收完毕，就可由某一点提出拆线请求，拆除原来建立的线路。 线路交换方式的特点：用户就可以固定的速率传输数据，中间节点也不对数据进行其他缓冲和处理，数据不丢失、不乱序，传输可靠，传输实时性好，透明性好。但该方式线路建立时间延迟较大，传输效率较低；线路建立后即为专用线路，线路利用率低；不具备数据存储和差错控制能力。 3. 存储交换 存储交换的过程(原理)是：交换节点将输入的信息先在存储区暂存，并对存储的信息进行处理，待指定输出线空闲时，再分别将信息转发出去。交换设备可控制输入信息存入缓冲区等待出口的空闲，接通输出并传送信息。 存储交换方式：具有均衡负荷、不需建立线路、线路利用率高、差错控制、速率匹配、灵活性好等优点。但其实时性不好，网络传输延迟大。适用于对一些实时性要求不高(如计算机数据处理)的场合。 4. 混合交换 近几年出现了综合线路交换和分组交换的高速交换方式，也叫混合交换。 混合交换采用动态时分复用技术，将一部分带宽分配给线路交换用，而将另一部分带宽分配给分组交换用。这两种交换所占的带宽比例也是动态可调的，以便使这两种交换都能得到充分利用，提供多媒体传输服务。 典型的ATM(异步传输模式)交换、DQDB(分布式队列双总线)交换等均属混合交换，帧中继(FR)交换也是近年来发展起来的高速交换技术。 5. 报文交换 报文交换过程：发方把待传送的正文信息再加上相应的控制信息形成一份份报文；再以报文为单位送到各节点；交换节点在接收报文后进行缓存和必要的处理；待指定输出端线路和下一节点空闲时，再将报文转发出去，直到目的节点；目的节点将收到的各份报文中的正文信息交付给收端DTE。 报文交换方式是以报文为单位交换信息。每个报文包括三部分：报头、报文正文和报尾。报头通常由报文编号、发送端地址、接收端地址及报文起始、数据起始和结束标志等控制信息组成。报尾通常包括差错控制信息等。 6. 报文分组交换 报文分组交换简称分组交换(包交换)。报文分组交换方式是把信息正文再分成若干个正文组，每个组再加上相应的头部和尾部控制信息，就形成了报文分组，在线路和节点上是以报文分组为单位进行存储、处理和转发的。 在原理上，分组交换技术类似于报文交换，只是它们的数据单位不同。报文分组交换中规定了分组的长度。通常分组的长度小于报文交换中报文的长度。如果站点的信息超过限定的分组长度，该信息必须被分为若干个分组。 与报文交换相比，报文分组交换有如下特点： ① 利用节点主存进行存储转发，不需访问外存，处理速度加快，降低了传输延迟； ② 较短的信息分组，其下一节点和线路的响应时间也较短，可提高传输速率； ③ 短信息传输中出错的概率小，即使有差错重发的也只是一个分组，提高了传输效率； ④ 分组交换的数据报形式可使多个分组在网络的不同链路上并发传送，提高传输效率和线路利用率； ⑤ 可大大降低对节点存储容量的要求。 ⑥ 分组交换要进行组包、拆包和重装过程，增加了报文的加工处理时间。 报文分组交换技术是由数据报分组和虚电路分组两种传输方式实现的。 数据报传输是一种面向无连接的传输方式； 虚电路传输是一种面向连接的传输方式。 数据报分组交换：数据报传输类似于邮政系统的信件投递。每个分组都携带完整的源、目的节点的地址信息，独立地传输。每经过一个中间节点时，都要根据目标地址、网络流量及故障等网络当时的状态，按一定路由选择算法选择一条最佳的输出线，直至传输到目的节点。