网络通信的基础知识

网络通信的基础知识

1.1数据通讯

1.1.1数据通讯的基本概念

数据通讯是计算机和通讯相结合而发生的一种新的通讯方式，它是各类计算机通讯网赖以树立的基础。数据通讯的开展曾经有30年的历史，在人类进入信息社会的进程中，数据通讯正起着越来越重要的作用。

数据通讯具有许多不同于传统的电报、的特点，由于它主要是〝人－机〞通讯或〝机－机〞通讯，因此发生了一系列的要求。如：很多通讯进程都需求能自动完成，在传输中发作过失时能自动地停止校正。同时由于信息处置内容与处置方式的不同，对通讯的要求会有很大的差异。终端类型、传输代码、相应时间、传输速率、传输方式、系统结构、过失率等，需求思索的要素比拟复杂。

1.1.2数据通讯系统

早期计算机网络都是一些面向终端的网络，以一台或几台主机为中心，经过通讯线路与多个远程终端相联，构成一个集中式网络。如图1-1所示，一台主机经过通讯线路衔接了许多用户终端，各个用户终端可以共享主机的资源，包括它的数据处置才干、存储才干和信息资源。该主机也可以具有交流功用，完成各个用户之间的相互通讯。在这种结构中，每个终端用户都在通讯线路的终点，每条通讯线路为它所衔接的终端用户所公用。当然，图中的终端用户也可以是另一台计算机。

图1-1 集中式网络

60年代末，以美国国防部初级规划研讨局计算机网〔ARPA〕的降生为终点，出现了计算机与计算机之间的通讯和资源共享，开拓了计算机技术开展的一个新范围－网络化与散布处置技术。如图1-2所示：主机和终端都和具有交流功用的通讯网络衔接，从网络的观念它们具有相反的位置，各个终端经过交流网络共享主机的资源，主机和终端也共享交流网络的资源。交流网由交流机和把它们衔接成网络的通讯线路组成，各个终端用户可以经过交流网

图1-2 交流式网络

1.2分组交流原理

1．1．1数据交流技术

由于数据通讯誉户的许多不同的特点和要求，这就要求开展几种不同于交流的交流技术，现有的主要有以下三种：

（一）电路交流

数据通讯的电路交流是依据交流原理开展起来的一种交流发式，其进程相似于打，当用户要求发送数据时，交流网就在主叫用户终端和被叫用户终端之直接通一条物理的数据传输通路。

电路交流的主要优点是：

(1)信息的传输时延小，对一次衔接来说，传输时延固定不变。

(2)信息以信号方式在数据通路中〝透明〞传输，交流机对用户的数据信息不存储、剖析和处置，交流机在处置方面的开支比拟小。对用户的数据信息也不需求附加许多的用于控制的信息，信息传输的效率比拟高。

(3)信息的编码方法和信息格式不受限制。

电路交流的主要缺陷是：

(1)电路的接续时间较长，在数据传输末尾之前，呼叫信号必需经过假定干交流机，失掉各交流机的认可，并传到最终被呼叫方，这个进程经常需求10秒甚至更长时间，短报文通讯效率低。

(2)电路资源被通讯双方独占，电路应用率低

(3)通讯双方在信息传输速率、编码格式、同步方式、通讯规程等方面要完全兼容，这就限制了各种不同速率、不同代码格式、不同通讯规程的用户终端之间的互通。

(4)有呼损。即能够由于用户终端设备忙或交流网负载过重而叫不通。

电路交流适宜于传输信息量较大，通讯对象比拟固定的用户。

世界各国对电路交流方式有过一段热潮时期，并且投资树立了电路交流数据通讯网，但是，由于它在完成各种不同类型和特性的数据终端设备〔包括计算机〕之间的互通方面灵敏性很差，它的开展不如分组交流方式，但是到目前为止电路交流原理在通讯中不时占着统治位置，步进制、纵横制、顺序控制的各代交流机都是基于电路交流原理。

DDN〔数字数据网〕提供了一种以专线方式入网的高速通讯方式。用户终端经过DTU〔数据终端单元〕以专线方式接入DDN网，网内的DDN交流机之间以光纤联络，大大提高了信息传输的速度，如图1-3。

图1-3 DDN网

（二）报文交流

为了克制电路交流的缺陷，人们提出了报文交流的思想，它的基本原理是〝存储－转发〞，即假设用户A要向用户B发送信息，A用户不需求先叫通和B用户之间的电路，而只需与交流机接通，由交流机暂时把A用户要发送的报文接纳和存储起来，交流机依据报文提供的B用户的地址在交流网络中确定路由，并将报文送到输入线的队列上排队，等到该输入线闲暇时立刻将该报文送到下一个交流机，最后送到终点用户B。

报文交流的特征是：

(1)报文以存储转发方式经过交流机，输入输入线路的效率、代码格式等可以不同，很

容易实如今不同类型终端之间的相互通讯。

(2)在报文交流〔从A用户到B用户〕的进程中没有接续进程。来自不同用户的报文可

以在一条线路上以报文为单位停止多路复用，线路可以以它的最高传输才干任务，大大提高了线路应用率。

(3)用户不需求叫通对方就可以发送报文，无呼损，并可以节省通讯终端操作人员的时间。假设需求，同一报文可以由交流机转发到许多不同的收信地点。

报文交流的主要缺陷是：

(1)信息经过交流机时发生的时延大，而且时延的变化也大，不利于实时通讯。

(2)交流机要有才干存储用户发送的报文，其中有的报文能够很长，要求交流机有高速

处置才干和大的存储容量。普通要装备磁盘和磁带存储器，交流机的设备比拟庞大，费用较高。

(3)报文交流不适用于立刻对话的通讯方式。

报文交流适用于群众电报和电子信箱业务。

电子信箱是目前运用较为普遍的远程信箱处置系统，它应用存储转发方式为用户提供多种类型的信箱交流，其最基本的特点是用户可以在任何时间、任何地点发送和接纳信件，而不论通讯对方处于何种形状。但该业务显然不适于实时通讯。

（三）分组交流

前面所引见的电路交流不利于完成不同类型的数据之间的相互通讯，而报文交流传输信息时延又太长，不满足许多通讯系统的实时性要求，分组交流技术较好地处置了这些矛盾。

分组交流仍采用了报文交流的〝存储－转发〞方式，但不象报文交流那样以报文为单位交流，而是把报文截成许多比拟短的、被规格化了的〝分组〞〔PACKET〕停止交流和传输。由于分组长度较短，具有同一的格式，便于在交流机中存储和处置，〝分组〞进入交流机后只在主存储器中停留很短的时间，停止排队和处置。一旦确定了新的路由，就很快输入到下一个交流机或用户终端。分组穿过交流机或网络的时间很短〔分组穿过一个交流机的时延平均为数毫秒或更短〕，可以满足绝大少数数据通讯誉户对信息传输的实时性要求。

分组交流的主要优点是：

（1）向用户提供了不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通讯规程的数据终端之间可以相互通讯的灵敏的通讯环境。

（2）信息的传输时延较小，而且变化范围不大。可以较好的反映会话型实时通讯的实时性要求。

（3）完成线路的静态统计时分复用，通讯线路〔包括中继线和用户线〕的应用率很高，