计算机网络通信原理通信网-第九章数据交换技术.
交换原理知识点讲解
交换原理知识点讲解交换原理是计算机网络通信中的核心技术之一，其基本思想是将传输的数据分割成适当长度的数据包，然后通过交换设备进行转发和传递。
交换原理的主要作用是实现数据的高效传输和通信的快速建立。
交换原理的基本工作原理如下：当两台主机之间需要进行数据传输时，数据首先被分割成数据包，并附上源和目的地址等必要的信息。
主机通过网络传递数据包到达交换设备，交换设备根据目的地址信息来判断应该将数据包传递给哪个端口，然后将数据包发送到相应的目标设备上。
通过这种方式，交换原理实现了数据的快速传输和通信的高效建立。
交换原理主要有两种类型，分别是电路交换和分组交换。
电路交换是一种点对点的通信方式，其基本原理是在通信双方之间创建一条专用的物理通路用于数据的传输。
当通信开始时，两个端点之间的通路被预先建立，通信过程中占用了整个通路的带宽。
电路交换的优点是可以保证通信的实时性和稳定性，但是也存在一些缺点，例如通路的保留和释放会浪费资源，并且当通信规模较大时，需要建立大量的通路，成本较高。
分组交换是一种将数据按照一定长度进行分割的通信方式，每个分组带有源和目的地址等必要的控制信息。
分组交换中的交换机根据这些控制信息来判断应该将分组传递到哪个目的地。
与电路交换相比，分组交换具有更好的资源利用率和可靠性，因为分组交换可以根据实际需求动态分配带宽。
此外，分组交换还支持多点通信，可以在同一时间内进行多个通信，提高了通信系统的效率。
交换原理还包括了一些实现细节和技术，如交换机的选择算法、路由选择和流量控制等。
交换机的选择算法决定了交换设备如何选择合适的路径进行数据传输。
交换机通常使用查找表来决定将数据包转发到哪个端口上，这个查找表可以基于目的地址信息进行查询，并根据预先配置的策略进行选择。
选择算法的设计需要考虑到交换机的性能、带宽控制和负载均衡等因素。
路由选择是指在分组交换中，决定数据包传输路径的过程。
路由选择可以通过静态路由和动态路由两种方式来实现。
交换技术原理
交换技术原理交换技术原理是一种用于数据传输和通信的基本技术，它在现代通信系统和计算机网络中起着至关重要的作用。
通过交换技术，数据能够在不同的设备之间进行传输，实现信息的互联互通。
本文将详细介绍交换技术的原理、类型和应用，帮助读者深入了解这一关键技术。
一、交换技术的原理1. 交换技术概述交换技术是指在计算机网络和通信系统中，通过交换设备（例如交换机、路由器）实现数据的转发和传输的技术。
交换技术的基本原理是通过相关的算法和协议，将数据包从发送端传输到接收端，确保数据的准确、高效地传输和交换。
2. 数据交换的基本过程数据交换的基本过程包括路由选择、数据传输和数据交换。
路由选择确定了数据包的传输路径，通过网络中的路由器进行路由选择，以确保数据包能够按照预定的路径传输。
数据包根据路由选择的结果被传输到目的地，实现数据的实时、快速传输。
数据包在到达目的地后进行交换，确保数据包能够正确地被接收端所识别和处理。
3. 交换技术的关键技术和算法交换技术涉及了多种关键技术和算法，其中包括最短路径算法、拥塞控制算法、路由选择算法等。
这些算法和技术的运用，能够有效地提高数据传输的效率和可靠性，保障网络通信的顺畅和稳定。
二、交换技术的类型1. 电路交换电路交换是一种面向连接的交换技术，它在建立通信连接时，需要占用一定的通信资源（例如带宽、传输线路等），并且在通信连接上保持一定的状态。
电路交换在传统电话网络中得到广泛应用，但其缺点是通信资源的浪费和连接建立的时间较长。
2. 报文交换报文交换是一种通过传输整个数据报文的方式进行交换的技术。
在报文交换中，整个数据报文被作为一个整体进行传输，接收端接收完整的报文后再进行处理。
报文交换更适用于数据通信，例如在计算机网络中被广泛应用。
3. 分组交换分组交换是一种将数据分割成多个较小的数据包（分组），并在网络中进行独立传输和交换的技术。
分组交换能够更灵活地利用通信资源，提高了通信的灵活性和效率，因此在现代计算机网络中得到了广泛的应用。
通信网数据交换技术
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线路交换的主要特点归纳如下：
(1) 线路交换是一种实时交换，适用于实时要求高 的话音通信( 全程 200 ms ) 。
(2) 在通信前要通过呼叫为主、被叫用户建立一条物 理连接。如果呼叫请求数超过交换网的连接能力(过 负荷)，用户会听到忙音。衡量电话交换服务质量指 标之一：呼叫损失率。
(3) 线路交换是预分配带宽，话路接通后，即使无 信息传送也虚占电路，据统计，传送话音时电路利 用率仅为36%。
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分组交换机缺点：
• 由于采用存储—转发方式处理分组，所以分组 在网内的平均时延可达几百毫秒。
• 每个分组附加的分组标题，都会需要交换机分 析处理，而增加开销，因此分组交换适宜于计 算机通信的突发性或断续性业务的需求，而不 适合于在实时性要求高、信息量大的环境中应 用。
• 分组交换技术比较复杂，涉及到网络的流量控 制、差错控制、代码、速率的变换方法和接口； 网络的管理和控制的智能化等 。
DLCI ( 低 )
DE EA EA = 1
FECN BECN
36
X.25与帧中继的操作方式：
X.25
FR
3
6
45
1
2
源点
78
终点
2
6
73
18
源点
4
5
终点
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• 数据链路连接标识符（DLCI：Data Link Connection Identifier）。当采用2字节的地址字段时，DLCI占10 位，用于标识永久虚电路，呼叫控制或管理信息。
呼损率增加
距离与时间
大，变化范围也 大 高 能 可有
每一报文传递中 不变
时延增加，可阻 塞
字符与时间
交换技术交换与通信网汇总
扫描驱动电路 ——对话路设备的状态进行扫 描，以便送入CPU进行分析处理， CPU发出的指令经驱动电路控制话路设 备动作。
I/O设备 —— 键盘，显示器，打印机等。
二 目前程控交换机的组成
• 交换网络 • 外围接口电路
用户电路
模拟用户电路 数字用户电路
中继单元 模拟中继单元
• •
管从 “业 这理务 一的开 代展”通角网信度络网来主看要络，开。展基于话音、文字或图像的单一媒体业务，
• “下一代”网络应当开展基于视频、音频和文字图像的混合多媒体业务。
• 从电信网络层以下所采用的核心技术来看，
• “这一代”网络是以TDM电路交换为基础的网络，
• “下一代”网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。
通信网越大，后者的优点越明显。
如图N1=.110用0户时间，互连构 交换式通成通信信网网需100根线
图1.2 用户间通过交换设备 构成通信网
互连式通信网需100×99÷2=4950根线
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终端 中继线
用户小交换机 用户线
市话交换机 汇接交换机
图1.3 大型通信网
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结论
交换设备是通信网的重要组成 部分，交换设备的好坏决定了通信网 的好坏。
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3、计算机网的交换方式——分组交换 packet switching
将报文分成若干个报文组（packet)，每个报文组要加上地址、 编号、校验码，然后以报文组为存储转发单位逐节点转发，到达 目的地再按编号组装成原报文。
分组交换有两种工作模式：数据报、虚电路方式。
数据报方式：以分组为基本单位逐节点转发，且不同分组 可
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软交换网络的体系结构图
计算机网络基础掌握网络通信的基本原理
计算机网络基础掌握网络通信的基本原理计算机网络基础：掌握网络通信的基本原理计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，它使得不同地区的计算机能够相互连接和通信。
了解网络通信的基本原理对于计算机网络的学习至关重要。
本文将介绍计算机网络通信的基本原理，包括分组交换、数据链路层、网络层、传输层和应用层等方面。
一、分组交换分组交换是计算机网络通信中常用的一种方式，将数据分为一段段的小块（称为数据包或分组），每个分组都有目标地址和源地址。
分组交换的过程中，每个分组都会独立传输，不需要像电路交换那样占用整个传输线路。
这种方式使得多个计算机可以同时进行通信，提高了网络的效率和灵活性。
二、数据链路层数据链路层是分组交换中一种重要的协议层，负责数据的传输。
在数据链路层中，数据被划分成较小的帧，每个帧都包含了数据和用于纠错的冗余信息。
数据链路层还负责数据的传输控制，通过流量控制和差错校验等技术保证数据的可靠传输。
三、网络层网络层是计算机网络中的核心层，它负责数据的路由和转发。
在网络层中，每个分组都会被添加上目标地址和源地址，通过网络层的路由选择算法，可以将数据从发送端传输到接收端。
网络层还处理了不同网络之间的连接问题，实现了不同网络之间的通信。
四、传输层传输层是计算机网络通信中的一个重要层次，它负责将数据从源主机传输到目的主机。
传输层提供了端到端的通信，通过端口号将数据交付给相应的应用程序。
最常用的传输层协议是传输控制协议（TCP），它提供了可靠的、面向连接的通信，保证数据的顺序和完整性。
五、应用层应用层是计算机网络中最上面的一层，它是用户直接与网络进行交互的接口。
应用层提供了各种应用程序，比如电子邮件、文件传输、网页浏览等。
应用层的协议有很多，比如超文本传输协议（HTTP）、文件传输协议（FTP）等，它们为不同的应用提供了相应的服务。
综上所述，计算机网络通信的基本原理包括分组交换、数据链路层、网络层、传输层和应用层等。
计算机网络通信的原理与应用
计算机网络通信的原理与应用计算机网络通信是指通过各种网络设备连接计算机和其他设备，使它们能够相互传输信息和共享资源的过程。
计算机网络通信的原理涉及到许多技术和协议，包括网络拓扑结构、数据传输方式、通信协议等。
本文将介绍计算机网络通信的原理与应用。
一、计算机网络的基本原理1. 网络拓扑结构网络拓扑结构是指计算机网络中不同计算机和设备之间的物理连接方式。
常见的网络拓扑结构有总线型、环形、星型、树型、网状等。
不同的拓扑结构适用于不同的网络环境和需求。
2. 数据传输方式数据传输方式是指数据在计算机网络中的传输方式。
主要有电路交换、报文交换和分组交换。
电路交换是一种建立点对点连接，并在通信过程中一直占用这条连接的方式；报文交换是将整个报文作为一个整体进行传输的方式；分组交换是将数据分成多个较小的数据包进行传输的方式。
3. 网络互连技术网络互连技术是指将多个计算机网络相互连接起来，并形成一个更大范围的网络。
常见的网络互连技术有路由器、交换机和网桥等。
路由器负责在不同网络之间传输数据；交换机用于连接同一网络中的不同设备；网桥用于连接同一网络中不同的物理接口。
4. 通信协议通信协议是计算机网络中实现通信的规则和标准。
常见的通信协议有TCP/IP、HTTP、FTP、SMTP等。
TCP/IP协议是互联网的核心协议，包括IP协议和TCP协议；HTTP协议用于在计算机网络中传输超文本的标准；FTP协议用于在网络中进行文件传输；SMTP协议用于在网络中发送邮件。
二、计算机网络通信的应用计算机网络通信的应用广泛，涵盖了许多领域，如互联网、局域网、广域网、无线网络、物联网等。
1. 互联网互联网是由全球各地的计算机网络通过TCP/IP协议相互连接而成。
它是目前最大的计算机网络，提供了各种服务和应用，如电子邮件、网页浏览、在线聊天等。
2. 局域网局域网是指在一个较小的区域内，如学校、公司或家庭内建立的计算机网络。
它用于在局限的区域内实现计算机之间的通信和资源共享。
计算机网络课件：2.7 数据交换技术
2.8.5 差错控制机制------反馈重发
Automatic Request for Repeat，ARQ
S
R
源主机
校验 编码器
存储
发送器
反馈控制器
信 道
接收器
校验译 码器
目的主机
反馈控制器
ARQ
停止等待方式 连续工作方式
拉回方式 选择重发方式
停止等待方式
A
B
A
B
M1
M1
ACK M1
M2
超时重发 M1 ACK M2
传
步
输
骤
线
释放请求
路
释
放
结点C
结点D
主机B
呼叫应答 应答
释放应答
连接：
呼叫请求、呼叫应答
释放： 释放请求、释放应答
线路交换特点：
在数据传输开始前建立连接，有一定延迟，但连接 后，在中间各节点的延迟可以忽略不计
常用于实时数据传输 效率低 不能存储数据 不能平滑通信流量 不能进行差错控制
2.7.2 存储转发交换方式
(4) 将乘积用生成多项式去除，按模二算法求得 余数1001
G(x):
11001
100001 1100110000 11001
10000 11001
f(x):积 R(x)：余数
(5) 将余数比特序列加到乘积中得
10011
数据
1001
CRC
带CRC检验码的发送数据比特序列
(6) 如果在数据传输过程中没有发生传输差错，那么接收端接 收到 的带有CRC校验码的接收数据序列一定能被 相同的生成 多项式整除
11001
100001 1100111001 11001
计算机网络技术数据通信基础电路交换
电路交换数据通信基础
目录
CONTENTS 1,电路交换通信2,电路交换技术
地
特点
电路交换（CircuitSwitching）也叫线路交换。
是数据通信领域最早使用地交换方式。
专用通信链路
123
建立电路传输数据拆除电路
Ø建立电路
在传输任何数据之前,要先经过呼叫过程建立一条端到端地电路。
电路交换过程建立时间地长短与连接地间节点地个数有关。
Ø数据传输
在整个数据传输过程,所建立地电路需要始终保持连接状态。
Ø拆除电路
数据传输结束后,由某一方发出拆除请求,然后逐步拆除到对方节点。
2,电路交换技术地特点
Ø在数据传送开始之前需要先设置一条专用地通路,采用面向连接地方
式。
Ø一旦电路建立,用户就可以固定地速率传输数据,间节点不对数据进行其它缓冲与处理,传输实时性好,透明性好。
Ø在电路释放之前,该通路由一对用户完全占用,即使没有数据传输也要占用电路,因此线路利用率低。
Ø电路建立延迟较大,对于突发式地通信,电路交换效率不高。
Ø电路交换既适用于传输模拟信号,也适用于传输数字信号。
THEEND,THANKYOU
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计算机网络原理复习第九章习题
12． ATM有两种格式的信元头，其中之一如图所示，该信元头属 于哪一种？说明其中各字段的含义
– –
–
– – –
【答案】该信元头属于网络接口UNI信头格式。 (1)GFC(Generic Flow Control)：一般流量控制字段，又称接入控制 字段，当多个信元等待传输时，用以确定发送顺序的优先级。 (2) VPI(Virtual Path Identifier)/ VCI(Virtual Channel Identifier)： 虚通道标识字段和虚通路标识字段，用做路由选择。 (3) PT(Payload Type)：负荷类型字段，用以标识信元数据字段所携 带的数据的类型。 (4) CLP(Cell Loss Priority)：信元丢失优先级字段，用于阻塞控制， 若网络出现阻塞时，首先丢弃CLP置位的信元。 (5) HEC(Head Error Control)：信头差错控制字段，用以检测信头 中的差错，并可纠其中的1比特错。HEC的功能在物理层实现。
11．说明网络安全攻击的四种形式和攻击目标、 并画出网络安全攻击的四种形式示意图。
– –
–
– –
网络安全攻击四种形式： （1）中断 ：以可用性作为攻击目标，有意中断他 人在网络上的通信。 （2）截获：以保密性作为攻击目标，从网络上窃 听他人的通信内容。 （3）修改：以完整性作为攻击目标，故意篡改网 络上传送的报文。 （4）伪造：以完整性作为攻击目标，伪造信息在 网络上传送。
12．帧中继保留了X.25链路层的HDLC帧格式，所采 用的链路接入规程为（ ）。
– –
A．LAPA D
B．LAPB
C．LAPC
D．LAPD
13．有关帧中继和X.25的说法中，正确的是(
交换技术原理
交换技术原理交换技术原理是一种基于计算机网络的通信技术，通过这种技术可以实现不同设备之间的信息交换和数据传输。
交换技术的原理基于计算机网络的通信协议，包括数据包交换、路由选择、链路层协议等多种技术，下面将从不同角度来说明交换技术的原理。
交换技术原理涉及到数据包交换。
数据包交换是一种分组交换的技术，将要发送的数据分成一个一个的数据包进行传输，而不是像电路交换那样一次性建立一条完整的连接。
在数据包交换的过程中，数据包首先到达交换设备，然后交换设备利用路由选择算法选择合适的出口接口，转发数据包到相应的目的地。
这样的分组交换技术可以更加高效地利用网络的带宽资源，提高数据传输的速度和稳定性。
交换技术原理也涉及到网络层和链路层的协议。
在网络层，交换技术的原理依托于IP 协议，它是一种网际协议，负责在网络上定位和传输数据。
IP协议通过IP地址来标识网络上的设备，并且可以将数据包传输到目的地。
而在链路层，交换技术的原理依托于以太网协议，它负责在局域网范围内进行数据的传输和广播。
这两种协议的配合，使得交换技术可以在不同层次的网络中实现高效的数据交换和传输。
交换技术原理还涉及到路由选择技术。
路由选择是交换技术中非常重要的一环，它是指交换设备在收到数据包后，根据一定的算法选择最佳的路径进行数据包的转发。
路由选择的算法有很多种，比如静态路由和动态路由等。
动态路由算法是如何根据网络中的拓扑结构和网络状况来自动选择最佳路径，以实现数据包的快速、稳定的传输。
这样可以让数据包更加智能地进行传输，提高网络的性能和可靠性。
交换技术的原理还包括了交换设备的工作原理。
交换设备一般包括交换机和路由器，它们通过不同的工作原理来实现数据包的交换和转发。
交换机主要通过学习、过滤和转发数据帧的方式来实现局域网内部的数据交换，而路由器则是实现不同网络之间的数据传输和转发。
这两者结合起来，构成了整个网络中交换技术的基础设施。
交换技术原理是一种基于计算机网络通信技术的原理，包括数据包交换、路由选择、网络协议和交换设备工作原理等多方面内容。
职称计算机辅导知识：数据交换技术
职称计算机辅导知识：数据交换技术2017年职称计算机辅导知识：数据交换技术导语：在数据通信系统中，当终端与计算机之间，或者计算机与计算机之间不是直通专线连接，而是要经过通信网的接续过程来建立连接的时候，那么两端系统之间的传输通路就是通过通信网络中若干节点转接而成的所谓“交换线路”。
数据交换技术常用的数据交换技术有两大类：电路交换和存储转发交换电路交换特点是由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线路，直到通信完毕后再拆除，在通信期间始终由一对用户固定占用。
利用电路交换进行通信包括电路建立、数据传输、电路拆除三个阶段优点：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;系统不具有存储数据的能力，不具备差错控制能力，无法发现和纠正传输过程中的数据差错存储转发交换原理：把待传送的信息在交换设备控制下，先在数据缓冲区存储起来，等到信道空闲时再转发出去，提高了信道的利用率以及建立电路延迟小、可进行差错控制等优点。
分为报文交换和报文分组交换两种方式1、报文交换报文交换以报文为单位发送信息，报文包括3部分内容分别是报头、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过程：发送方先把待发送的信息分为多个报文正文，在报文正文上附加收发站地址及其他控制信息，形成一份份完整的报文，然后以报文为单位在交换节点之间传送。
交换节点接收到报文并检查无误后，就暂存这个报文，等到信道空闲时，利用路由信息将报文转发出去，直到终节点。
终节点将收到的各份报文按原来的顺序进行组合，最后将完整的信息交给接收计算机。
中华考试网特点(1)源节点和目标节点在通信时不需要建立一条专用的通路(2)与电路交换相比，报文交换没有建立电路和拆除电路所需的等待和时延(3)电路利用率高，节点间可根据电路情况选择不同的速度传输，能高效地传输数据(4)要求节点具备足够的报文数据存放能力，一般节点由微机或小型机相当(5)数据传输的可靠性高，每个节点在存储转发中都要进行差错控制，即检错和纠错缺点：由于采用了完整报文的存储/转发，使得在交换节点的存储/转发时延较长，从而增加了网络传输的延迟，不利于实现交互性通信。
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。
网络基础与通信技术掌握计算机网络的基本原理与通信协议
网络基础与通信技术掌握计算机网络的基本原理与通信协议计算机网络是现代信息技术的重要组成部分，对于我们来说，掌握网络基础和通信技术是非常重要的。
本文将介绍计算机网络的基本原理和通信协议，帮助读者更好地理解和应用网络技术。
一、计算机网络基本原理计算机网络是多个计算机通过通信设备互相连接起来，实现资源共享和信息传递的系统。
了解计算机网络的基本原理对于理解网络工作原理和排除网络故障非常重要。
1. 数据传输方式数据在计算机网络中的传输可以通过两种方式进行：电路交换和分组交换。
电路交换是指在通信链路上建立一条独占的物理通路，通信双方在通话过程中一直占用该通路；而分组交换是将数据分成较小的数据包进行传输，多个数据包可以通过不同的路径独立传输，并在目的地重新组装。
2. 网络拓扑结构计算机网络的拓扑结构是指计算机和网络设备之间的物理连接方式。
常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型和网状型等。
不同的拓扑结构适用于不同的应用场景，通过选择合适的拓扑结构可以实现网络连接的灵活性和可靠性。
3. 网络协议计算机网络通信需要依靠网络协议来规定通信双方之间的数据交换方式。
网络协议包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等不同层次。
每个层次的协议负责不同的功能，通过协议栈的形式实现数据的顺序传输。
二、通信技术与协议为了实现计算机网络中的信息传递，需要掌握一些通信技术和相关的协议。
下面将介绍一些常见的通信技术和协议。
1. IP协议IP（Internet Protocol）协议是计算机网络中最基本的协议之一，它负责在网络层进行数据包的传输。
IP协议使用IP地址来标识网络中的每个设备，实现了不同子网之间的数据交换。
2. TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网上最常用的一组协议，它包含了TCP （Transmission Control Protocol）和IP等多个协议。
TCP协议负责在传输层提供可靠的数据传输服务，保证数据包的完整性和顺序；而IP协议则负责在网络层进行数据包的传输。
职称计算机辅导知识 数据交换技术.doc
XX年职称计算机辅导知识数据交换技术导语：在数据通信系统中，当终端与计算机之间，或者计算机与计算机之间不是直通专线连接，而是要经过通信网的接续过程来建立连接的时候，那么两端系统之间的传输通路就是通过通信网络中假设干节点转接而成的所谓“交换线路”。
常用的数据交换技术有两大类：电路交换和存储转发交换特点是由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线路，直到通信完毕后再撤除，在通信期间始终由一对用户固定占用。
利用电路交换进行通信包括电路建立、数据传输、电路撤除三个阶段优点：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;系统不具有存储数据的能力，不具备过失控制能力，无法发现和纠正传输过程中的数据过失原理：把待传送的信息在交换设备控制下，先在数据缓冲区存储起来，等到信道空闲时再转发出去，提高了信道的利用率以及建立电路延迟小、可进行过失控制等优点。
分为报文交换和报文分组交换两种方式报文交换以报文为单位发送信息，报文包括3局部内容分别是报头、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过程：发送方先把待发送的信息分为多个报文正文，在报文正文上附加收发站地址及其他控制信息，形成一份份完整的报文，然后以报文为单位在交换节点之间传送。
交换节点接收到报文并检查无误后，就暂存这个报文，等到信道空闲时，利用路由信息将报文转发出去，直到终节点。
终节点将收到的各份报文按原来的顺序进行组合，最后将完整的信息交给接收计算机。
中华网(1)源节点和目标节点在通信时不需要建立一条专用的通路(2)与电路交换相比，报文交换没有建立电路和撤除电路所需的等待和时延(3)电路利用率高，节点间可根据电路情况选择不同的速度传输，能高效地传输数据(4)要求节点具备足够的报文数据存放能力，一般节点由微机或小型机相当(5)数据传输的可靠性高，每个节点在存储转发中都要进行过失控制，即检错和纠错缺点：由于采用了完整报文的存储/转发，使得在交换节点的存储/转发时延较长，从而增加了网络传输的延迟，不利于实现交互性通信。
计算机网络通信原理通信网-第九章数据交换技术.
E A H5 路径可能变化
C
H3
分包 打包 发送 选路 传输 接收 拆包
•目标主 机对收到 的报文分 组进行整 理，拆包 后按序重 组报文。
组包
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计算机网络通信原理——通信网
数据报服务的特点
• 网络随时接收主机发送的分组（即数据报），并为每个分组独立 地选择路由。
• 网络尽最大努力地将分组交付给目的主机，但网络对源主机没有 任何承诺，既不保证所传送的分组不丢失，也不保证按时限、按 源主机发送分组的先后顺序将分组交付给目的主机。 • 当网络发生拥塞时，网络中的节点可根据情况将一些分组丢弃。 • 数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质量。 • 实际上“尽最大努力交付”的服务，就是没有质量保证的服务。
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分组交换的优缺点
• 优点： • 转发时延短，速度快： 限定分组的最大长度，有利于提高中继节点的存储空间利用率 与转发效率。由于分组较为短小，适合在交换机的主存储器中 存储转发，因此改善了转发分组的传输延迟。甚至可以固定分 组的长度，可以采用高速缓存来暂存分组。 • 转发差错少容易进行恢复处理： 由于分组长度较短，在传输出错时，检错容易并且重发花费的 时间较少； • 缺点： • 目的站点要重组报文，增加了复杂性。
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第十二章 通信网
1. 数据交换技术概述
2. 电路交换 3. 存储转发交换 4. 虚电路交换与数据报交换
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数据报和虚电路
• 分组交换结合了报文交换和电路交换两者的优点，采用 两种不同的方法来管理被传输的分组流： • 数据报（Datagram） 是无连接的数据传输方式,工作过程类似于报文交换。采 用数据报方式传输时，被传输的分组称为数据报。 • 虚电路（Virtual Circuit） 是面向连接的数据传输方式,工作过程类似于电路交换。
《计算机网络》 数据交换
5.5 信元交换技术
信元交换是将报文分割成具有统一格式、长度为53字 节的信元帧，按存储转发方式进行的一种数据交换方 式。 它包含有一个5字节长的信元头和48字节长的信 元信息域。
信元交换具有应用独立和透明的传送能力。所有与应 用有关的功能都和网络分离；信元在网络中传送期间 出现的一切问题（丢、错、延）都由终端来处理，所 以，传送机制就变得十分简单。
报文交换方式的优缺点
报文交换方式具有如下优点：线路利用率高，信道可 为多个报文共享；接收方和发送方无需同时工作，在 接收方“忙”时，报文可以暂存交换器处；可同时向 多个目标地址发送同一报文；能够在网络上实现报文 的差错控制和纠错处理；报文交换网络能进行速度和 代码转换，例如，将ASCII码转换为EBCDIC码。
计算机网络中的线路交换
在计算机网络中，计算机之间需要通信时， 也是由交换机负责在其间建立一条实际的专用物 理连接通道。其通信过程可以分为：电路建立阶 段、数据传输阶段和拆除电路连接3个阶段。其特 点是先有两个结点的线路接通然后才能通信，双 方通信的内容不受交换机的约束，即传输信息的 符号、编码、格式以及通信控制规程等均随用户 的需要决定。
报文交换的主要缺点是：不适合实时通信或交互通信， 也不适合用于交互式的“终端-主机”连接。另外，报 文在传输过程中每经过一个交换器，要经过两次排队， 造成较大的时间延迟。
5.3 分组交换
报文交换方式要经过两次排队，传输还是按串行方式进行的，且对 所传输的报文大小不加限制，对很长的报文，会占用一条交换线路 长达数分钟，显然不太适合于交互式通信。
数据交换
交换技术是采用交换机或结点 机等交换系统，通过路由选择技 术在要进行通信的双方之间建立 物理的逻辑的连接，形成一条通 信电路，实现通信双方的信息传 输和交换的一种技术。
通信网数据交换技术共52页
1、最灵繁识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
通信网数据交换技术
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
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报文和报文分组的结构
报文： 报文号 目的地址 源地址 数据 校验
报文分组： 报文号
报文分组号
目的地址 源地址
报文分组数据
校验
• 公用数据网采用的是分组交换技术。
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报文交换的优点
• 采用存储转发的技术：无建立电路的过程，接收方和发送方 无须同时工作，信道忙或接收方忙时中继节点可暂存报文； • 线路利用率较高：不独占线路，信道可为多个用户的数据报 文所共享；
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虚电路的概念
• 虚电路：
– 指网络中一对通信站点之间的逻辑连接，允许双向数据 交换。 • 虚电路是面向连接的数据传输，工作过程类似于电路交换， 不同之处在于此时的电路是虚拟的。
• 虚电路交换具有以下三个阶段：
– 建立虚电路连接 – 数据传输
– 释放虚电路
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•
存储转发交换(Store and Forward Switching )
– 报文交换(Message Switching)
– 分组交换 (Packet Switching)
• 数据报 • 虚电路
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第十二章 通信网
1. 数据交换技术概述
2. 电路交换 3. 存储转发交换 4. 虚电路交换与数据报交换
E A H5 路径可能变化
C
H3
分包 打包 发送 选路 传输 接收 拆包
•目标主 机对收到 的报文分 组进行整 理，拆包 后按序重 组报文。
组包
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数据报服务的特点
• 网络随时接收主机发送的分组（即数据报），并为每个分组独立 地选择路由。
• 网络尽最大努力地将分组交付给目的主机，但网络对源主机没有 任何承诺，既不保证所传送的分组不丢失，也不保证按时限、按 源主机发送分组的先后顺序将分组交付给目的主机。 • 当网络发生拥塞时，网络中的节点可根据情况将一些分组丢弃。 • 数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质量。 • 实际上“尽最大努力交付”的服务，就是没有质量保证的服务。
– 建立通信链路之后，就通过这条专用信道进行实时、双 向的数据传输。
• 释放电路连接
– 完成数据传输之后，必须释放占用的线路，即拆除信源 节点和信宿节点之间的物理连接。
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电路交换的三个阶段
• 呼叫建立
Source
Signal Signal Signal Destination Go Ahead Message Release
– 双方数据通路建立连接以后，一旦出现了故障，都必须重新建立 连接。这对重要的与紧急的通信很不利。
• 综上所述，计算机的数据通信必须寻找其它的交换技术。
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第十二章 通信网
1. 数据交换技术概述
2. 电路交换 3. 存储转发交换 4. 虚电路交换与数据报交换
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第十二章 通信网
1. 数据交换技术概述
2. 电路交换 3. 存储转发交换 4. 虚电路交换与数据报交换
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数据报和虚电路
• 分组交换结合了报文交换和电路交换两者的优点，采用 两种不同的方法来管理被传输的分组流： • 数据报（Datagram） 是无连接的数据传输方式,工作过程类似于报文交换。采 用数据报方式传输时，被传输的分组称为数据报。 • 虚电路（Virtual Circuit） 是面向连接的数据传输方式,工作过程类似于电路交换。
• 支持多点传输：一个信源节点可同时向多个目的节点发送同 一报文 ；
• 能进行速率与码型的转换：不同速率和码型的终端用户之间 可以进行数据传送。 • 可以增加差错控制机制进行检错和纠错处理。确保报文有序 无误地传送。
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报文交换的缺点
• 通过通信网络的延迟等待时间过长，不适合于实 时的或交互会话式的数据通信业务。如：语音交 换、终端与主机之间的通信等。 • 要求中继节点必须配置大容量的存储设备；
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交换式虚电路和永久虚电路
• 交换式虚电路
• 在两个节点之间通过虚呼叫建立的临时连接，也称为呼叫式虚电路 (SVC,Switch Virtual Circuit)。 • 用户可以根据需要动态地建立和释放。
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N
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数据交换技术
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• 从通信资源分配的角度来看，所谓“交换”就是按照某种 方式动态地分配传输线路的资源。 • 中继节点转发数据的技术就是数据交换技术。
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电话的典型连接方式
• 通过电话交换机进行语音数据的转接。
• 传输过程是： 模拟话音 – PCM – PCM - 模拟话音
• 中继节点转发数据的过程被称为数据交换。 •中继节点 •通信链路
•通信子网
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网络中的交换设备
• 中继节点 通常为交 换设备， 具有多个 端口，分 别连接不 同的传输 线路。
Control
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Connection of inputs to outputs
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分组交换的原理
• 分组交换也称为包交换(Packet Switching)，其原理是： • 限定分组的最大长度，将用户传送的数据报文划分成较短 长度的分组(包)； • 每个分组的前面不仅包含原始报文的报头信息，还添加了 分组编号。 • 各中继节点根据每个分组的地址标志，将它们转发至目的 地。
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报文交换与分组交换
• 存储转发交换分为报文（message）交换与分组 （packet）交换两种方式； • 报文交换： 不管发送数据的长度是多少，都把它当作一个逻辑单元， 附上相应的控制信息，组成一个报文发送。 • 分组交换： 限制一次传输数据的最大长度，如果传输数据超过规定的 最大长度，发送方就将它分成多个报文分组发送。
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分组(Packet)的形成
• 分组=分组头+分组数据
分组的概念是1967年由英国国家物理实验室NPL提出的。
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分组交换的优点
• 数据传输灵活，线路的利用率高： • 一个报文的不同分组可按不同的路径进行传输； • 到中继节点后的分组不必等待未到达的分组而继续转发； • 不同站点的数据分组可以交织在同一线路上传输。
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电路交换的优缺点
• 优点
– 通信实时性强。 一旦线路接通，数据直通，传输延迟时间短，适 用于交互式会话类通信。
– 数据传输可靠、迅速，保证按序传送。
• 缺点
– 独占电路和一组用户设备，其他用户不能利用。
– 电路交换的呼叫建立过程所花时间太长。
– 由于计算机和各种终端的传输速率不一样，很难使这些不同速率 的设备互相通信。
信息传送
连接释放
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电路交的特点
• 通信子网中的中继节点是电子或机电结合的交换设备，仅完 成输入线路与输出线路的物理连接（如：电话交换机），不 能存储数据，无纠错能力。 • 它通过网络中继节点在两个工作站之间建立专用的物理信道。 • 在数据进行通信实现交换的过程中，数据从信源节点到信宿 节点，所经过的中继节点并不关心数据的内容，只是把数据 从一个节点送到下一个节点，直至送到信宿节点为止。
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交换节点的作用
• 把一条传输线路转接到另一条传输线路，使它们 连通起来。
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( B (
C(
(
( (
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D
(
(
电路交换的过程
• 建立电路连接 – 开始传输数据之前，首先在信源节点和信宿节点间，通 过呼叫建立一条由各个中间交换节点的分段连接所组成 的通信电路。 • 数据传输
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分组交换的优缺点
• 优点： • 转发时延短，速度快： 限定分组的最大长度，有利于提高中继节点的存储空间利用率 与转发效率。由于分组较为短小，适合在交换机的主存储器中 存储转发，因此改善了转发分组的传输延迟。甚至可以固定分 组的长度，可以采用高速缓存来暂存分组。 • 转发差错少容易进行恢复处理： 由于分组长度较短，在传输出错时，检错容易并且重发花费的 时间较少； • 缺点： • 目的站点要重组报文，增加了复杂性。
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电路交换
• 电路交换（Circuit switching）是最早出现的一种交换方式， 也是应用最广泛的一种。 • 电路交换是实电路交换，是一种面向连接的直接交换方式。 • 要求通信双方在传输数据之前建立一条实际的物理通路，并且 在整个传输过程中独占该通路。 • 电话系统的交换过程： 1. 通话前先拨号建立连接。 2. 通话过程中，通信双方一直占用所建立的连接。 3. 通话结束后，挂机释放连接。
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中继节点的交换方式
• 在中继节点中的输入和输出端口之间没有直接 连线。
• 中继节点进行数据交换的过程：
– 把收到的数据先放入缓存（暂时存储）； – 查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转 发； – 把数据送到适当的端口转发出去。