数据交换技术.
数据交换技术
2.2数据互换技术教学目的:规定理解电路互换、报文互换和分组互换技术的概念，工作原理和各自的特点。
教学重难点：1、电路互换技术的工作原理和特点。
2、报文互换技术的工作原理和特点。
3、分组互换技术（虚电路分组互换和数据报分组互换）的工作原理和特点。
4、各种数据互换技术的性能比较。
课题导入：前面我们学习了信号的编码，知道了数字数据的数字信号编码和模拟信号编码以及模拟数据的数字信号编码，那么数据通过编码后在通信线路上进行传输的最简朴形式，是在两个互连的设备之间直接进行数据通信。
但网络中所有的设备并不是两两相连的，而是通过中间节间，而中间结点并不关心所传数据的内容，而是提供一种互换技术，这就是我们今天要学习的新内容。
一、电路互换(Circuit Switching)电路互换(Circuit Switching)是在两个站点之间通过通信子网的结点建立一条专用的通信线路，这些结点通常是一台采用机电与电子技术的互换设备(例如程控互换机)。
也就是说，在两个通信站点之间需要建立实际的物理连接，其典型实例是两台电话之间通过公共电话网络的互连实现通话。
电路互换实现数据通信需通过下列三个环节：一方面是建立连接，即建立端到端(站点到站点)的线路连接；另一方面是数据传送，所传输数据可以是数字数据(如远程终端到计算机)，也可以是模拟数据(如声音)；最后是拆除连接，通常在数据传送完毕后由两个站点之一终止连接。
电路互换的优点是实时性好，但将电话采用的电路互换技术用于传送计算机或远程终端的数据时，会出现下列问题：①用于建立连接的呼喊时间大大长于数据传送时间(这是由于在建立连接的过程中，会涉及一系列硬件开关动作，时间延迟较长，如某段线路被其他站点占用或物理断路，将导致连接失败，并需重新呼喊)；②通信带宽不能充足运用，效率低(这是由于两个站点之间一旦建立起连接，就独自占用实际连通的通信线路，而计算机通信时真正用来传送数据的时间一般不到10%，甚至可低到1%)；③由于不同计算机和远程终端的传输速率不同，因此必须采用一些措施才干实现通信，如不直接连通终端和计算机，而设立数据缓存器等。
第二章 数据交换
例：假如H1站有3个分组报文要发送到H3站，且按1、2、3 次序发送到结点A。 结点A必须对每个数据报作出路径选择。当数据报1进 入时，结点A测定到去B的队列比去结点F的队列短，因 此选择去结点B的路径； 数据报2也是如此； 对数据报3，结点A发现去结点F的队列短，因此把数据 报3发送到结点F。 结果： 具有同样目的地址的数据报不能遵循同样的路径，有 可能数据报3比数据报2先到达结点C； 三个数据报不能按顺序到达H3，即对到达H3站的数据 报要重新排序。
第2章 物理层 --数据交换技术
问题的提出：在解决了数据的编码与传 输等基本问题后，接下来要考虑的是： 数据是如何通过通信子网，实现资源子 网中两台计算机间的数据交换的？ 几种数据交换技术 ATM技术
远程传输网络，不可能铺设用户到用户的线 路，因此产生了交换技术。 交换技术是指数据被从设备的一个端口送到 另一个端口所采用的技术。 电路交换 报文交换 分组交换 高速交换技术
ATM技术基本概念
ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)即异步传输 模式,就是国际电信联盟ITU-T制定的标准,现已成为 实现B-ISDN的核心技术. ATM是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织 成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要 周期性出现，这种传输模式是异步的。 ATM信元是固定长度的分组，共有５３个字节，分 为２个部分。前面５个字节为信头，主要完成寻址 的功能；后面的４８个字节为信息段，用来装载来 自不同用户，不同业务的信息。
ATM技术基本概念
话音，数据，图象等所有的数字信息都 要经过切割，封装成统一格式的信元在 网中传递，并在接收端恢复成所需格式 由于ATM技术简化了交换过程，去除了 不必要的数据校验，采用易于处理的固 定信元格式，所以ATM交换速率大大高 于传统的数据网，如x.25，DDN,帧中继 等
高中信息技术《数据交换技术》教案
高中信息技术《数据交换技术》教案一、教学目标1. 理解数据交换技术的概念及其重要性。
2. 掌握数据交换技术的基本原理和常见方式。
3. 能够分析实际场景中的数据交换问题，并提出相应的解决方案。
二、教学内容1. 数据交换技术的概念与重要性2. 数据交换技术的基本原理3. 常见数据交换方式及其比较4. 实际场景中的数据交换问题及解决方案三、教学重点与难点1. 教学重点：数据交换技术的概念、基本原理及常见方式。
2. 教学难点：实际场景中的数据交换问题及解决方案的提出。
四、教学方法1. 讲授法：讲解数据交换技术的概念、基本原理和常见方式。
2. 案例分析法：分析实际场景中的数据交换问题，引导学生提出解决方案。
3. 小组讨论法：分组讨论，分享不同场景下的数据交换问题和解决方案。
五、教学准备1. 课件：制作包含数据交换技术概念、原理和案例的课件。
2. 案例素材：收集不同场景下的数据交换问题及解决方案。
3. 教学工具：电脑、投影仪等。
【课堂导入】（教师通过引入实际案例，如电子商务、社交媒体等，引发学生对数据交换技术的兴趣，从而引入本节课的主题。
）【新课讲解】1. 数据交换技术的概念与重要性（讲解数据交换技术的定义，以及其在现代社会中的重要性）2. 数据交换技术的基本原理（讲解数据交换的基本原理，如电路交换、分组交换、报文交换等）3. 常见数据交换方式及其比较（介绍常见的数据交换方式，如电路交换、分组交换、报文交换等，并比较它们的优缺点）【案例分析】1. 分析实际场景中的数据交换问题（展示不同场景下的数据交换问题，如网络购物、社交软件等）2. 引导学生提出解决方案（引导学生根据所学知识，提出解决问题的方案）【小组讨论】1. 分组讨论（学生分组讨论，分享各自提出的解决方案）【课堂小结】【课后作业】1. 复习本节课的内容，整理笔记。
2. 选择一个实际场景，分析其数据交换问题，并提出解决方案。
六、教学活动1. 课堂讲解：教师通过多媒体课件，生动形象地讲解数据交换技术的基本原理和常见方式。
数据交换技术
假设：我们要到上海海洋馆参观，那我们就要借助一些交通工具，比如先做长途汽车到达中兴路汽车站，然后在火车站座地铁，到达海洋馆附近的地铁站点，最后步行到达海洋馆，其间我们要通过若干个中转点才能到达目的地。
计算机世界中也是如此，发送方和接收方通信也是如此，必须经过若干个中间节点的转接，这就是今天我们要学的数据交换技术。
一、数据交换技术数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换1、电路交换技术【实例】：打电话2、报文交换技术【实例】：发电报3、分组交换技术【实例】：IP电话二、几种交换技术的比较(1)电路交换。
在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。
在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。
(2)报文交换。
报文从源点传送到目的地采用"存储一转发"的方式,在传送报文时，一个时刻仅占用一段通道。
在交换节点中需要缓冲存储,报文需要排队,故报文交换不能满足实时通信的要求。
(3)分组交换。
交换方式和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送,在数据报分组交换中，目的地需要重新组装报文，分组交换技术是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。
假设：我们要到上海海洋馆参观，那我们就要借助一些交通工具，比如先做长途汽车到达中兴路汽车站，然后在火车站座地铁，到达海洋馆附近的地铁站点，最后步行到达海洋馆，其间我们要通过若干个中转点才能到达目的地。
计算机世界中也是如此，发送方和接收方通信也是如此，必须经过若干个中间节点的转接，这就是今天我们要学的数据交换技术。
一、数据交换技术数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换1、电路交换技术【实例】：打电话2、报文交换技术【实例】：发电报3、分组交换技术【实例】：IP电话二、几种交换技术的比较(1)电路交换。
在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。
在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。
(2)报文交换。
报文从源点传送到目的地采用"存储一转发"的方式,在传送报文时，一个时刻仅占用一段通道。
高中信息技术《数据交换技术》教案
高中信息技术《数据交换技术》教案一、教学目标1. 了解数据交换技术的基本概念及其重要性。
2. 掌握数据交换的两种基本方式：电路交换和分组交换。
3. 理解数据交换技术在现代通信中的作用。
4. 学会分析实际问题，运用数据交换技术解决问题。
二、教学重点与难点1. 教学重点：数据交换技术的基本概念、电路交换与分组交换的特点及应用。
2. 教学难点：数据交换技术在实际应用中的原理和操作。
三、教学方法1. 采用案例分析法，以实际应用为例，引导学生了解数据交换技术的基本概念及作用。
2. 利用对比法，让学生明白电路交换与分组交换的区别和应用场景。
3. 采用问题驱动法，引导学生主动探究数据交换技术在实际问题中的应用。
四、教学准备1. 准备相关案例资料，用于讲解数据交换技术的实际应用。
2. 制作电路交换与分组交换的对比表格，方便学生理解。
3. 准备一些实际问题，用于引导学生运用数据交换技术进行分析。
五、教学过程1. 导入：通过一个实际案例，让学生了解数据交换技术在现代通信中的重要性。
2. 讲解：介绍数据交换技术的基本概念，讲解电路交换与分组交换的特点及应用。
3. 分析：让学生分析实际问题，运用数据交换技术进行解决。
4. 讨论：分组讨论，让学生分享自己解决问题的方法和经验。
5. 总结：对本节课的内容进行总结，强调数据交换技术在实际应用中的重要性。
6. 作业：布置一些有关数据交换技术的练习题，巩固所学知识。
六、教学延伸1. 介绍数据交换技术的发展历程，让学生了解其演变过程。
2. 探讨数据交换技术在未来通信领域的发展趋势。
七、教学案例1. 以一个具体的数据交换应用场景为例，如电子邮件、电话通信等，让学生了解其背后的数据交换技术。
2. 分析案例中数据交换技术的应用原理和过程。
八、课堂互动1. 设计一些有关数据交换技术的问题，引导学生进行思考和讨论。
2. 组织学生进行小组竞赛，看哪个小组能更好地运用数据交换技术解决问题。
九、课后作业1. 让学生结合所学内容，选取一个实际应用场景，分析其数据交换技术的应用。
数据交换技术
《数据交换技术》教学设计开课人：涂雨露【教学目标】知识与技能：掌握三种数据交换技术的工作原理、工作特点及用途。
过程与方法：通过学习数据交换技术的过程，能进一步理解数据的传输。
情感态度与价值观：培养学生类比案例、分析问题的能力。
【教学重点】：三种数据交换技术的工作原理。
【教学难点】：比较三种数据交换技术的优缺点。
【教学方法】：讲授法、讨论法、类比法【教学过程】一、创设情境，引入问题1、问题提出假设有一火箭需通过铁路从制造厂运到发射场，现有三种方案：专列专线、专列非专线、非专列非专线，现要求大家一起讨论这三种方案的优劣。
前提条件：假设使用每一线路所需费用均相等。
2、问题分析甲线：专门使用一列火车来运输火箭，并使用专线，其他车次不得占用。
乙线：专门使用一列火车来运输火箭，但不使用专线，该火车按照正常的火车时刻表，服从铁路部门的调度。
如：现按照正常的车次进入第一个站点停靠，听候调度，有合适的火车头和线路才能继续往下一站点，如此循环，直至将火箭运到目的地。
丙线：不使用专门的火车来运输，而是将火箭进行拆分，拆分之后火箭与普通货物一样进行运输。
由于火箭拆分之后可看成与普通货物同等对待，对火车头的依赖较小，可挂靠在任一火车头上。
特点优点缺点甲线速度最快费用最高乙线费用较低速度最慢、对火车头要求较高丙线费用最低、速度较快，对火车头要求低。
运输前后需对火箭进行拆分、复原工作。
（小结：在这三种方案中是通过提高线路的利用率来有效地降低费用的。
）在现实生活中要运输货物，同样，在网络中要传输大量的数据。
网络中的数据是通过什么样的方式来进行传输的呢？下面我们来学习三种网络中数据的传输方式，他们的工作原理和我们刚才讨论的三种运输方案有许多相似的地方，大家在学习的时候可以用来做类比。
二、三种数据交换技术1、电路交换技术（1）介绍工作原理：电路交换技术即为已对需要进行通信的装置之间提供一条临时的专用传输通道。
（引导学生让其与甲线的运输方式进行类比）播放《电路交换技术》动画。
数据交换技术—练习题
一、信息交换方式
1、常见的数据交换方式有电路交换、报文交换及分组交换等，因特网采用的交换方式是电路交换方式。
2、下列关于信息传输的叙述，错误的是_____。
A. 分组交换技术传输线路的利用率低于电路交换技术
B. 有线电视采用频分多路复用技术
C. 交换技术主要有电路交换、报文交换和分组交换等3种类型
D. 数字信息在光缆上传输时采用的是波分多路复用技术
参考答案：1.错误 2.A
二、分组交换技术
1、分组交换网中，____不是包（分组）交换机的任务。
A．检查包中传输的数据内容 B．检查包的目的地址
C．将包送到交换机端口进行发送 D．从缓冲区中提取下一个包
2、分组交换网的基本工作模式是存储转发。
3、在广域网中进行数据包传输时，每一台分组交换机需配置一张_____表。
A．路由 B．数据 C．地址 D．名字
4、下列关于分组交换技术的叙述，错误的是_____。
A. 实时性好 B．数据通信可靠
C．灵活性好 D．传输线路的利用率高
参考答案：1.A 2.正确 3.A 4.A。
数据交换技术及差错控制概述
▪ 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＝？
2
▪ 电话网络中的电路交换
呼叫时建立的 物理铜质连接
交换局
▪ 电路交换也能在多路复用信道上实现
• 在物理线路的Βιβλιοθήκη 个信道上建立连接数据交换技术及差错控制
▪ 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
▪ 为什么要采用交换技术？
• 节省线路投资，提高线路利用率。
▪ 实现交换的方法主要有：电路交换、报文 交换和分组交换。
• 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？
1
▪ 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。
4
第6讲数据交换技术
力。
传输介质
❖ 有线传输介质 同轴电缆 • 粗缆 • 细缆 双绞线 • 屏蔽双绞线 • 非屏蔽双绞线 光纤 • 多模光纤 • 单模光纤
❖ 无线电信道 微波通信 红外通信 卫星通信 蓝牙 蜂窝无线通信
数据报分组交换的特点
• 同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网； • 同一报文的不同分组到达目的节点时可能出现乱序、重复或
丢失现象； • 每一个报文在传输过程中都必须带有源节点地址和目的节点
地址；
存储转发交换
❖ 虚电路分组交换
虚电路就是两个用户的终端设备在开始互相发送和接收数据之前需要 通过通信网建立逻辑上的路径。
电路交换
❖电路交换（Circuit Switching）也称为线路交 换。
❖ 交换机负责在两个通信站点之间建立一条物理的 固定传输通路，直到通信完毕后再拆除。
❖ 电路交换的三个阶段电路建立、数据传பைடு நூலகம்和电路 拆除。
❖ 优点：通信实时性强，适用于交互式会话通信。 ❖ 缺点：对突发性通信不适应，系统效率低；系统
❖ 存储转发交换方式可分为：报文交换和报文分组 交换。
存储转发交换
❖报文交换（Message Switching）
以报文为单位发送信息。报文就是计算机一次性要发 送的数据块，其长度不限且可变。
报文包括三部分内容：报头、报文正文和报尾。报头 由发信站地址、终点收信站地址及其他辅助信息组成。
存储转发交换
奇偶校验码
❖ 奇偶校验码是通过增加冗余位来使得码字某些位 中“1”的个数保持为偶数（或奇数）的编码方法。 异步通信系统使用了两种奇偶校验方法，即偶校 验和奇校验。
8第八章数据交换技术详解
2．分组交换原理
分组交换方式可以进一步分成
提供数据报服务的分组交换和提供 虚电路服务的分组交换。分别简称
为数据报(DG, Data Gram)和虚电 路(VC，Virtual Circuit)，在计算
PAD完成 拆装功能
机网络中有时又把它们 称为无连接服务(Con-
nectionless Service)和面向连 接服务(Connection Oriented)。
所谓虚电路方式．就是在传送用户数据前先要通过发送呼
叫请求分组建立端到端之间的虚电路；一旦虚电路建立后，属
于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送。最后通过呼叫 清除分组来拆除虚电路，如图8-7所示。
1．虚电路的建立
2．虚电路的特点
虚电路是在数据传送之 前建立起来的一条站与站之
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12
间路径，但并不像电路交换有一条专用的线路。分组在每个节 点上仍然需要缓冲，并在线路上进行输出排队。各个节点不需 要为每个分组作路径选择判定。
一、分组交换工作原理
分组交换也称包交换，它采用了报文交换的“存储-转发” 方式，但它改变了报文交换以报文为单位的交换办法，它把报文 分成许多比较短的并被规格化的小包(“分组”)进行交换和传输， 如图8-4所示。
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1．分组长度选取
分组长度以16~4096B之间的2nB为标准分组长度，一般 选用的分组长度为128B，不超过256B(不包括组头)。分组头 长度为3~10B。
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4．虚电路与数据报的比较
① 分组头；
数据报方式的每个分组头要包含详细的目的地址，而虚电路方式由于预先已
建立逻辑连接，分织头中只含有对应于所建立的虚电路的逻辑信道标识。
② 选路
现代交换原理与技术第6章 数据交换技术
39
• 帧中继和X.25在帧的组建和传输过程 中也有所不同：X.25在第2层中采用 了平衡链路访问规程( LAPB: Link Access Procedure Balanced)，而 帧中继的第2层采用：帧方式链路访 问规程（LAPF:Link Access Procedure on Frame）。它们都是 HDLC的子集。
3
6.1 数据通信概述
• 6.1.1 数据通信的基本概念
4
数据通信网
– (DCN：Data Communications Network)
• 是用于在包括计算机、传真、电报等 在内的各种数据终端之间进行通信的 网络，按照一定的规约或协议传输数 据信息。
• 人们通常用速率、频带利用率和差错 率几种指标了衡量数据通信的性能：
51
• 在我国，杭州电信于2019年借助帧 中继技术，使浙江建设银行首次实 现了通存通兑。2019年 CHINAFRN(中国国家帧中继骨干 网，又名中国公用帧中继网)初步建 成，覆盖了大部分省会城市，由原 邮电部颁布了试运行期间的指导性 的收费标准。
52
• 中国电信为了推广帧中继业务，在2019 年12月，专门赞助主办了北京、上海、 东京、名古屋四城市间的网络围棋赛，以 384Kbit/s的帧中继，来传送四地棋手的 活动画面。2019年，各省帧中继网也相 继建成，许多银行都采用了帧中继方案。 但随着技术的高速发展，帧中继不再是业 界的宠儿，如杭州电信就在2019年用10 兆的光纤网代替了帧中继技术。
2
导入案例
• 数据通信：通信技术的未来之星
– 数据通信是以“数据”为业务的通信系统，数据是预先约 定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。 数据通信是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术 的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展，数据通信 应运而生，
《数据交换技术》课件
跨企业数据交换
总结词
跨企业数据交换是数据交换技术在企业之间的应用，用于实现不同企业之间的 数据共享和整合。
详细描述
在供应链管理、合作伙伴关系、行业协会等领域，企业之间需要进行大量的数 据交换。通过数据交换技术，企业可以与其他企业共享数据，实现信息的快速 传递和整合，提高整个供应链或行业的运行效率。
大数据处理中的数据交换
总结词
数据交换技术在大数据处理中发挥着重要作用，用于实现大规模数据的快速传输和整合 。
详细描述
大数据处理需要处理大量的数据，数据的传输和整合成为关键。数据交换技术可以提供 高速、稳定的数据传输服务，支持大数据处理的实时性和高效性，提高数据处理的质量
和效率。
05
数据交换技术的实践案例
云计算技术的应用
云计算技术的发展为数据交换提供了更 加高效、灵活和可靠的数据存储和处理
能力。
标准化和规范化
随着数据交换技术的不断发展，标准 化和规范化将成为未来发展的重要趋
势。
大数据技术的应用
大数据技术能够处理海量、复杂的数 据，提高了数据交换的效率和准确性 。
智能化和自动化
智能化和自动化技术的发展将进一步 提高数据交换的效率和准确性，减少 人工干预和错误率。
由于不同系统、不同平台的数据格式各异，需要花费大 量时间和精力进行数据格式的转换和处理。
3 数据安全风险
由于不同系统、不同平台的数据格式各异，需要花费大 量时间和精力进行数据格式的转换和处理。
4 技术更新换代
由于不同系统、不同平台的数据格式各异，需要花费大 量时间和精力进行数据格式的转换和处理。
数据交换技术的发展趋势
02
数据交换技术的实现方式
基于TCP/IP的数据交换
高中信息技术数据交换技术教案副本
高中信息技术数据交换技术教案副本第一章：数据交换技术概述1.1 教学目标了解数据交换技术的概念和基本原理掌握数据交换技术在实际应用中的重要性1.2 教学内容数据交换技术的定义和分类数据交换技术的基本原理和流程数据交换技术在日常生活和工业中的应用案例1.3 教学方法采用讲授法和案例分析法相结合的方式进行教学通过实际案例的展示和分析，帮助学生理解数据交换技术的应用1.4 教学评估通过小组讨论和案例分析，评估学生对数据交换技术概念的理解程度通过课后作业，评估学生对数据交换技术应用的掌握程度第二章：电路交换技术2.1 教学目标掌握电路交换技术的基本原理和流程了解电路交换技术的优缺点及应用场景2.2 教学内容电路交换技术的定义和原理电路交换技术的流程和特点电路交换技术在通信领域中的应用案例2.3 教学方法采用讲授法和实验模拟法相结合的方式进行教学通过实验模拟，让学生直观地了解电路交换技术的实际应用2.4 教学评估通过实验模拟和小组讨论，评估学生对电路交换技术原理的理解程度通过课后作业，评估学生对电路交换技术应用的掌握程度第三章：存储转接交换技术3.1 教学目标掌握存储转接交换技术的基本原理和流程了解存储转接交换技术的优缺点及应用场景3.2 教学内容存储转接交换技术的定义和原理存储转接交换技术的流程和特点存储转接交换技术在通信领域中的应用案例3.3 教学方法采用讲授法和实验模拟法相结合的方式进行教学通过实验模拟，让学生直观地了解存储转接交换技术的实际应用3.4 教学评估通过实验模拟和小组讨论，评估学生对存储转接交换技术原理的理解程度通过课后作业，评估学生对存储转接交换技术应用的掌握程度第四章：报文交换技术4.1 教学目标掌握报文交换技术的基本原理和流程了解报文交换技术的优缺点及应用场景4.2 教学内容报文交换技术的定义和原理报文交换技术的流程和特点报文交换技术在通信领域中的应用案例4.3 教学方法采用讲授法和实验模拟法相结合的方式进行教学通过实验模拟，让学生直观地了解报文交换技术的实际应用4.4 教学评估通过实验模拟和小组讨论，评估学生对报文交换技术原理的理解程度通过课后作业，评估学生对报文交换技术应用的掌握程度第五章：分组交换技术5.1 教学目标掌握分组交换技术的基本原理和流程了解分组交换技术的优缺点及应用场景5.2 教学内容分组交换技术的定义和原理分组交换技术的流程和特点分组交换技术在通信领域中的应用案例5.3 教学方法采用讲授法和实验模拟法相结合的方式进行教学通过实验模拟，让学生直观地了解分组交换技术的实际应用5.4 教学评估通过实验模拟和小组讨论，评估学生对分组交换技术原理的理解程度通过课后作业，评估学生对分组交换技术应用的掌握程度第六章：数据交换技术在网络中的应用6.1 教学目标理解数据交换技术在现代网络通信中的关键作用掌握不同网络环境中数据交换技术的应用6.2 教学内容数据交换技术在局域网、广域网和互联网中的应用网络层数据交换技术的工作原理与实例传输层和应用层数据交换技术的概念和作用6.3 教学方法结合网络架构图和实际案例，进行讲解和分析通过模拟实验和网络协议分析，深入理解数据交换过程6.4 教学评估通过模拟实验和问题讨论，评估学生对网络中数据交换技术的理解通过分析具体的网络通信案例，评估学生对数据交换技术应用的掌握第七章：数据交换技术的发展趋势7.1 教学目标认识数据交换技术的最新发展动态理解未来数据交换技术的发展趋势及其对社会的潜在影响7.2 教学内容新型数据交换技术（如软件定义网络SDN、网络功能虚拟化NFV）的介绍5G网络中数据交换技术的创新应用数据交换技术在未来互联网架构中的角色7.3 教学方法通过最新的技术文献和案例，进行讲解和分析邀请行业专家进行讲座，分享前沿技术和行业应用经验7.4 教学评估通过小组讨论和技术论文阅读，评估学生对数据交换技术发展趋势的理解通过课后调研报告，评估学生对数据交换技术未来影响的认识第八章：数据交换技术的实践操作8.1 教学目标学会使用数据交换技术相关设备和软件工具能够进行简单的数据交换网络搭建和调试8.2 教学内容数据交换设备（如交换机、路由器）的基本操作网络模拟软件的使用，进行数据交换网络的模拟搭建和测试实际场景下的数据交换网络故障排除方法8.3 教学方法以实践操作和动手实验为主，辅以理论讲解分组进行实验，培养学生的实际操作能力和团队协作能力8.4 教学评估通过实验报告和操作考核，评估学生对数据交换技术实践操作的掌握程度通过小组互评和教师点评，评估学生在实验过程中的团队合作和问题解决能力第九章：数据交换技术的安全性问题9.1 教学目标理解数据交换过程中可能遇到的安全威胁掌握基本的数据交换网络安全防护技术和策略9.2 教学内容数据交换网络安全威胁的类型和特点防火墙、加密技术、访问控制等安全防护手段网络安全标准和最佳实践9.3 教学方法通过案例分析和讨论，让学生了解网络安全的重要性结合网络安全工具和软件，进行安全防护技术的演示和操作9.4 教学评估通过案例分析和安全防护实验，评估学生对网络安全问题的认识通过网络安全防护方案的设计和实施，评估学生对安全防护技术和策略的掌握第十章：数据交换技术的综合应用案例分析10.1 教学目标能够分析复杂场景下数据交换技术的综合应用理解数据交换技术在不同行业和领域的特殊需求和解决方案10.2 教学内容选取典型的数据交换技术应用案例，进行深入分析探讨数据交换技术在云计算、大数据、物联网等领域的应用10.3 教学方法通过案例研讨和小组讨论，培养学生的案例分析能力邀请行业专家分享实际应用经验和案例分析技巧10.4 教学评估通过小组报告和案例分析，评估学生对数据交换技术综合应用的理解程度通过课后反馈和讨论，评估学生对数据交换技术在不同领域应用的认知水平。
数据交换技术
数据交换技术数据交换技术在现实中，每个设备都进⾏直接连接是不现实的，它们需要⼀些中间结点来进⾏过渡，这些中间结点为交换设备。
通常使⽤的数据交换技术有三种:电路交换、报⽂交换和分组交换。
⼀、电路交换电路交换(cireuit swithing)技术是在通信两端设备间，通过⼀个⼀个交换设备中线路的连接,实际建⽴了⼀条专⽤的物理线路，在该连接被拆除前，这两端的设备单独占⽤该线路进⾏数据传输。
电话系统就是采⽤了线路交换技术。
通过⼀个⼀个交换机中的输⼊线与输出线的物理连接，在呼叫电话和接收电话间建⽴了⼀条物理线路。
通话双⽅可以⼀直占有这条线路通话。
通话结束后，这些交换机中的输⼊线与输出线断开物理线路被切断。
⼀(1)、电路交换的优点连接建⽴后，数据以固定的传输率被传输，传输延迟⼩。
由于物理线路被单独占⽤，因此不可能发⽣冲突。
适⽤于实时⼤批量连续的数据传输。
⼀(2)、电路交换的缺点建⽴连接将跨多个设备或线缆,需要花费很长的时间。
连接建⽴后,由于线路是专⽤的，即使空闲，也不能被其他设备使⽤，造成⼀定的浪费。
对通信双⽅⽽⾔，必须做到双⽅的收发速度、编码⽅法信息格式和传输控制等⼀致才能完成通信。
⼆、报⽂交换报⽂交换是⼀种存储转发技术，报⽂交换不要求两个通信结点之间建⽴专⽤通路。
节点把要发送的信息组织成⼀个数据包——报⽂，该报⽂含有⽬标结点的地址，完整的报⽂在⽹络中⼀站⼀站地向前传送”⼆(1)、报⽂交换的优点线路的利⽤率较⾼。
许多报⽂可以分时共享交换设备间的线路。
当接收端设备不可⽤时，可暂时由交换设备保存报⽂,报⽂在传输时对报⽂的⼤⼩⼩没有限制。
在线路交换⽹络中，当通信量变得很⼤时，某些连接会被阻塞，即⽹络在其负荷降下来之前，不再接收更多的请求。
⽽在报⽂交换⽹络中，却仍然可以接收报⽂，只是会增加传输延迟。
能够建⽴报⽂优先级。
可以把暂存在交换设备⾥的许多报⽂重新安排先后顺序，优先级⾼的报⽂先转发，减少⾼优先级报⽂的延迟。
10、数据交换技术
2.报文交换
为了克服电路交换方式中不同类型的用户终端之间不能互通、 电路利用率低以及有呼损等方面的缺点,提出了存储-转发交换 方式。报文交换方式就是存储-转发方式中较早的一种。
2.报文交换
1.什么是报文交换 报文是通信站点一次性发送的数据块,数据块长度不固定。报 文交换的基本思想是「存储-转发」,即当用户的报文到达交换 机时,先将报文存储在交换机的存储器中,当所需要的输出电路 有空闲时,再将该报文发向接收交换机或用户终端 报文交换过程与日常生活中信件的邮寄过程非常相似,不需要 通信前建立连接,需要通信时直接传输数据。
1.电路交换
由此可见电路交换属于预分配电路资源,即在一次接续中,电路 资源预先分配给一对用户固定使用,不管在这条电路上有无数 据传输,电路一直被占用着,直到双方通信完毕拆除电路连接为 止,因此电路利用率比较低。
1.电路交换
3.电路交换的优缺点 电路交换的特点是接续通信路径采用物理连接,在传输通路接续之后交换网的控制电路就与信 息的传递无关,这时通信双方终端之间就好像建立了一条专线一样,用户的数据可进行「透明」 的传输 (1)电路交换的优点 ①信息的传输时延小,且对一次接续而言,传输时延固定不变 ②信息在通路中「透明」传输。电路接通后,信息的编码方法和信息格式由通信双方协调,不受 网络的限制 ③信息传输效率高。交换机对用户的数据信息不存储、分析和处理。所以,交换机在处理方面 的开销比较小,传输用户数据信息时不必附加许多控制信息。因而传输效率较高,且数据不会丢 失,并保持原来的序列。
2.报文交换
在报文交换中,由于报文是经过存储的,因此通信就不是交互式 或实时的。不过,对不同类型的信息流可以设置不同的优先等 级,优先级高的报文可以提前处理输出。采用优先等级方式也 可以在一定程度上支持交互式通信,在通信高峰时,也可以把优 先级低的报文送入外存储器排队,以减少由于繁忙而引起的阻 塞。
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数据交换技术
教学目标：
（1）了解三种数据交换技术及用途；
（2）能比较三种数据交换技术的优缺点；
（3）理解IP电话的工作原理；
（4）培养学生分析、比较问题的能力。
教学重点：三种数据交换技术
教学难点：比较三种数据交换技术的优缺点
教学用时：1课时
教学过程设计：
一、创设情境，引入问题。
（数据交换技术是一个比较抽象的内容，学生不易理解，以学生相对较熟悉的生活例子作为铺垫，通过情境设计，先培养学生分析问题的思维方法，通过知识的类比、迁移，使学生对所学知识能有更深刻的认识。
）
1、问题提出
问题：假设有一火箭需通过铁路从制造厂运到发射场，现有三种方案：专列专线、专列非专线、非专列非专线，现要求大家一起讨论这三种方案的优劣。
前提条件：假设使用每一线路所需费用
均相等。
2、问题分析
（在讲这部分时，应该引导学生对速度、
对火车头的依赖、铁路利用率（即费用）进
行比较，培养学生分析问题的能力，为后面
的实践题打下基础。
）
甲线：专门使用一列火车来运输火箭，
并使用专线，其他车次不得占用。
乙线：专门使用一列火车来运输火箭，但不使用专线，该火车按照正常的火车时刻表，服从铁路部门的调度。
如：现按照正常的车次进入第一个站点停靠，听候调度，有合适的火车头和线路才能继续往下一站点，如此循环，直至将火箭运到目的地。
与甲线相比，使用乙线的优点、缺点有哪些？大家一起来分析（速度：比甲线慢；费用：由于与其他火车共用一条线，可降低费用；对火车头的依赖：火箭整体总量较大，需要较大功率的火车头才能推动，所以对火车头的依赖较大。
）
丙线：不使用专门的火车来运输，而是将火箭进行拆分，拆分之后火箭与普通货物一样进行运输。
可见这是在乙线运输方案的基础上进行的改进，由于火箭拆分之后可看成与普通货物同等对待，对火车头的依赖较小，可挂靠在任一火车头上。
一来可以有效地提高运输速度，二来可以提高铁路的利用率，与其他货物均担费用，降低了运输火箭的费用。
由此可见，相对于乙线，丙线的方式更加灵活。
但相比之下它也有个缺点：运输前后需要对火箭进行拆分和组装。
下面我们通过表格来比较这三种运输方式的优劣。
（小结：在这三种方案中是通过提高线路的利用率来有效地降低费用的。
）
在现实生活中要运输货物，同样，在网络中要传输大量的数据。
网络中的数据是通过什么样的方式来进行传输的呢？下面我们来学习三种网络中数据的传输方式，他们的工作原理和我们刚才讨论的三种运输方案有许多相似的地方，大家在学习的时候可以用来做类比。
二、三种数据交换技术
1、电路交换技术
（1）介绍工作原理：电路交换技术即为已对需要进行通信的装置之间提供一条临时的专用传输通道。
（引导学生让其与甲线的运输方式进行类比）
（2）举例
2、报文交换技术
（1）介绍工作原理：报文交换技术不需要事先建立物理线路，它将发送的数据作为一个整体发给中间交换设备。
中间交换设备先将数据存储起来，然后选择一条合适的空闲线路将数据转发给下一个交换设备，如此循环直至数据发送到目的节点。
（引导学生让其与乙线的运输方式进行类比）说明：在这里报文交换技术采用“存储－转发”机制
（2）报文与电路进行对比
（3）举例：电报系统
3、分组交换技术
（1）介绍工作原理：分组交换技术是报文交
换技术的改进，它是将用户传送的数据划分成一定
的长度，每个部分叫做一个分组。
在每个分组的前
面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，
然后由交换机根据每个分组的地址标志，将它们转
发至目的地，这一过程称为分组交换。
（引导学生
让其与丙线的运输方式进行类比）
分组交换技术是在数据网络中最广泛使用的一种交换技术.
（2）与报文交换技术进行对比
（3）举例：IP电话
小结：这三种数据交换方式都是通过对技术进行改进，提高线路的利用率。
三、三种交换技术的比较
1、三种数据交换技术与三种火箭运输方案的对应关系。
电路交换技术——甲线
报文交换技术——乙线
分组交换技术——丙线
可进行类比的项目：数据———火箭（即所需运输的货物）
中间交换设备———火车头
线路———铁路
线路利用率———铁路的使用率。