数据交换技术详解(课堂PPT)
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数据交换技术 课件 2023—2024学年教科版高中信息技术选修 3
掌握报文交换技术的工作原理及过程 比较三种数据交换技术的优缺点
CHAPTER 03
三种数据交换技术
电路交换技术
• 电路交换技术是一种物理连接方式，它将两个节点之间的通信 线路建立起来，然后进行数据传输。这种技术的优点是可靠性 和稳定性高，因为数据传输是在一条稳定的物理线路上进行的 。但是，电路交换技术的资源利用率较低，因为即使在数据传 输结束后，物理连接仍然会保持一段时间，直到释放连接。
分组交换技术
理解分组交换的基本原理和过程， 以及其在网络通信中的特点和适用 场景。
教学重点与难点
比较三种数据交换技术的优缺点
01
能够全面比较三种数据交换技术的优缺点，了解它们在不同场
景下的适用性。
分析三种数据交换技术的性能
02
能够根据理论和实践知识，分析三种数据交换技术的性能，包
括通讯速度、线路使用率、对中间设备的要求等。
理解网络通信中的复杂问题
03
能够理解网络通信中的复杂问题，如资源浪费、信息延时、传
输速度等，并知道如何通过技术手段解决这些问题。
教学重点与难点
• 导入新课：通过展示网络通信中的电路交换、报文交换和分组交换技术 的动画，引导学生回忆旧知，引出本课的主题。
• 讲解新课：通过讲解电路交换、报文交换和分组交换的基本原理和过程 ，引导学生理解三种数据交换技术的本质和特点。同时，通过演示实验 和案例分析，引导学生深入理解三种数据交换技术的优缺点和应用场景 。
CHAPTER 04
三种交换技术的比较
通讯速度的比较
电路交换技术由于需要在通信双方之 间建立物理连接，所以它的通讯速度 是比较快的，一旦建立连接，数据就 可以在物理连接上直接传输。但是， 一旦通信结束，就需要释放连接，这 个过程也会消耗一定的时间。
《数据交换方式》幻灯片
用电路交换技术实现通信需要经历如下3个过程：
①电路建立
在传输任何数据之前，必须建立端到端的连接。整个 阶段通过源站点请求完成交换网中对应的逐个结点连接 过程，以建立起一条由源站到目的站的传输通道。
②数据传输
源站和目的站沿已建立的传输通道，进展数据或信号传 输。这种传输在经过中间结点时几乎没有延迟，并且没 有阻塞问题，除非有意外的线路或结点故障而导致电路 中断。
③电路撤除
在完成数据或信号的传输后，就要完毕连接。通常是 由源站或目标站提出终止通信，各结点相应撤除该电路 的对应连接，释放由该电路占用的结点和信道资源。
特点：
优点：实时性好，信号延迟小 ，数据传输效率高
缺点：独占信道资源，信道资源利用率低
2，报文交换
报文交换又称信息交换。在报文交换中，数据是以报文 为中介，报文可以是一份电报，一个文件，一份电子邮 件等。 报文交换的根本工作原理：无需在两个站点之间建立一
ATM〔异步传输方式〕是信元交换的实际应用标准， 它是当前开展最快的网络技术。传输介质使用光缆或
双绞线，其传输速率已到达155Mbps和622Mbps,并向 2Gbps进军。ATM采用的是面向连接的高速交换和多 路复用技术，能保证网络带宽不随用户数增加而下降， 而且每个用户可享用专用带宽并可根据用户的需求变 化来调节用户的带宽。ATM有3层构造：物理层， ATM层和ATM自适应层。
②虚电路传输分组交换
所谓虚电路就是两个用户的终端设备在开场相互发送 和接收数据之前，需要通过通信网络建立逻辑上的连 接。
这种方式有点像电路交换，它要求在发送端和接收端 之间建立一条逻辑连接。与电路交换不同的是，它选 定了特定路径进展传输。
虚电路传输分组交换的优点是对于数据量较大的通信 传输率高，分组传输时延小，且不容易产生数据分组 丧失。而它的缺点是对网络的依赖性较大。
①电路建立
在传输任何数据之前，必须建立端到端的连接。整个 阶段通过源站点请求完成交换网中对应的逐个结点连接 过程，以建立起一条由源站到目的站的传输通道。
②数据传输
源站和目的站沿已建立的传输通道，进展数据或信号传 输。这种传输在经过中间结点时几乎没有延迟，并且没 有阻塞问题，除非有意外的线路或结点故障而导致电路 中断。
③电路撤除
在完成数据或信号的传输后，就要完毕连接。通常是 由源站或目标站提出终止通信，各结点相应撤除该电路 的对应连接，释放由该电路占用的结点和信道资源。
特点：
优点：实时性好，信号延迟小 ，数据传输效率高
缺点：独占信道资源，信道资源利用率低
2，报文交换
报文交换又称信息交换。在报文交换中，数据是以报文 为中介，报文可以是一份电报，一个文件，一份电子邮 件等。 报文交换的根本工作原理：无需在两个站点之间建立一
ATM〔异步传输方式〕是信元交换的实际应用标准， 它是当前开展最快的网络技术。传输介质使用光缆或
双绞线，其传输速率已到达155Mbps和622Mbps,并向 2Gbps进军。ATM采用的是面向连接的高速交换和多 路复用技术，能保证网络带宽不随用户数增加而下降， 而且每个用户可享用专用带宽并可根据用户的需求变 化来调节用户的带宽。ATM有3层构造：物理层， ATM层和ATM自适应层。
②虚电路传输分组交换
所谓虚电路就是两个用户的终端设备在开场相互发送 和接收数据之前，需要通过通信网络建立逻辑上的连 接。
这种方式有点像电路交换，它要求在发送端和接收端 之间建立一条逻辑连接。与电路交换不同的是，它选 定了特定路径进展传输。
虚电路传输分组交换的优点是对于数据量较大的通信 传输率高，分组传输时延小，且不容易产生数据分组 丧失。而它的缺点是对网络的依赖性较大。
数据交换技术 ppt课件
数据交换技术
33
IP地址的编码
数据交换技术
34
IP地址的分类和网络规模比较
IP地址 A类 B类 C类
网络规模 很大 中等 很小
可支持网络数目 126
16，384 2，097，152
主机数目
65534 254
数据交换技术
35
判断IP地址所属的网络类别
1、针对二进制IP地址表达，我们主要看 第一个字节。 第一位如果是 0 ，则是 A 类；第 1、2 位如果是 10 ，则是 B 类；第 1、2、3 位如果是 110 ，则是 C 类。
C
数据交换技术
乙
16
思考与实践
比较三种数据交换技术,思考它们的优缺点。
通信方式
数据交换技术
优点
缺点
传统电话
电路交换
可靠、实时
线路利用率低
电报
报文交换
提高了线路利用 率
延迟时间长且 不定
IP电话
分组交换
减少了传输延迟,提 实现的技术比 高了网络吞吐量 较复杂
计算机网络中，常常使用分组交换技术。
数据交换技术
A、电路交换技术
B、电报交换技术
C、分组交换技术
D、报文交换技术
数据交换技术
19
本节练习
9、IP协议的功能是（ ） A、打包 B、差错 C、传输 D、接收
10、TCP协议的功能是（ ） A、打包 B、数据包的管理和校核 C、传输 D、接收
11、为一对需要进行通信的装置之间提供一条临时的专用物理通道，像 电影里的老式电话一样，这种交换技术是（ ）
2、针对十进制IP地址表达也同样是看十 进制IP地址的第一位十进制数字。因为 二进制IP地址第一字节中分别有几位二 进位是固定的，所以可以得到不同的十 进制范围。
数据交换PPT课件
具有交换功能的网络称为交换网络，交换中心又称交换 节点。
2）交换节点的基本组成
交换节点泛指网内的各类交换机，它具有为两个或多个
设备创建临时连接的能力。
用户接口 交换网络
中继接口
用户线
控制单元
中继线
信令单元
3. 数据交换的实现
1）利用公用网进行数据交换 只增加少量设备就可开展数据业务。 优点：投资少、实现简单、地区广泛和使用方便。 缺点：误码率高、传输不稳定、线路接续时间长、
2）业务量、实时性：数据通信的不同应用，其业务量和对实 时性的要求也大不相同。
•短数据业务：最好无呼叫连接，有信息立即发送出去。
•交换式数据传输：要有较快的响应，要求交换机传输延迟小， 最好把通信线路上出新的空闲时间利用上。
•批方式数据传送：要求交换机具有较大的传送能力，尽量减 少附加信息的开销。
3）传输差错：要求交换机能及时纠正传输中所发生的差错。
交换方 式
存储转 报文交换 发交换
分组交换
X.25交换
快速 分组 交换
帧中继 信元中继
ATM:高速异步传送模式 SMDS:交换型多兆比特数据业务
交换方式分类
ATM SMDS
4.数据业务的特点及其对交换方式的要求
交换方式的选择和发展，主要取决于通信业务的特点。
1）通信速率、信号形式：要求交换机最好适应各种速率和各 种不同信号形式的使用。
第4章 数据交换
要
求
1.理解数据交换的必要性；
2.理解电路交换、报文交换的基本思路，了解各
自的特点及应用场合；
3.领会分组交换的基本概念，了解分组长度的选
取与那些因素有关；
4.理解分组网中分组传输的两种方式。
高级计算机网络 第2章 数据交换技术PPT课件
报文交换的特点
5. 可以建立报文传输的优先级。 6. 能够在网络上实现报文的差错控制和纠错处理。 7. 报文交换网络可以进行传输速率和代码格式的转换，
使两个传输速率不同且代码格式相异的工作站连接。 8. 发送给未工作的终端的报文可以被截取，或者存储
下来，或者转发给其他终端
由于报文交换存在的一些缺点，所以现在报文交换已经 很少有人使用了。
中继线 用户线 A
交换机 C
D
交换机
中继线 交换机
交换机 B
用户线
电路交换举例
❖C 和 D 通话只经过一个本地交换机 ❖通话在 C 到 D 的连接上进行
中继线 用户线 A
交换机
C
D
交换机
中继线 交换机
交换机 B
用户线
电路交换的特点
❖ 电路交换必定是面向连接的。 ❖ 电路交换的三个阶段：
▪ 建立连接 ▪ 通信 ▪ 释放连接
快速电 路交换
ATM交换
分组交换 帧中继
多协议标记 交换MPLS
三种基本 交换方式
宽带交换方式
软交换
单一业务网
宽带综合业务网
下一代网络
电信网
电路交换 电路 交换
快速电 路交换
N-ISDN
分组交换 分组交 换
帧中继
LAN 网桥
LAN 交 换机
WAN 路由器
高速路 由器
计算机网
B-ISDN /ATM
路由器
报文
1101000110101010110101011100010011010010
假定这个报文较长 不便于传输
分组交换的原理（2）
❖ 每一个数据段前面添加上首部构成分组。
数据交换技术
在虚电路分组交换方式中，数据传输过程与电路交换方式 类似，也是分成3个阶段：建立连接、数据传输和拆除连接。
2．数据报分组交换
数据报分组交换与报文交换类似，只 不过把报文分成若干个分组，分组的长度 由网络决定。在数据报分组交换中，每个 分组的传送是单独进行处理的。每个分组 称为一个数据报，每个数据报自身携带足 够的地址信息。一个结点收到一个数据报 后，根据数据报中的地址信息和结点所储 存的路由信息，找出一个合适的出路，把 数据报原样地发送到下一结点。
计算机网络技术基础
• 在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之 交换结点还具有路径选择功能，就可以做到某条传输路 径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了 传输的可靠性；在存储转发中容易实现代码转换和速率 匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态，这样就 便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；提 供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地 址，这在电路交换中是很难实现的；允许建立数据传输 的优先级，使优先级高的报文优先转换。
1．报文交换的原理
报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站 点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。当一个 站点要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上， 网络结点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下 一个结点，一直逐个结点地转送到目的结点。
2．报文交换的特点
报文交换技术的特点如下： • 报文从源点传送到目的地采用“存储—转发”
计算机网络技术基础
数据交换技术
1.1 电路交换
1．电路交换的3个过程
电路交换共分为 电路建立、数据传 输、电路拆除3个 过程，电路交换时 序图如图所示。
2．电路交换技术的优缺点
• 优点：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。 • 缺点：在某些情况下，电路空闲时的信道容易浪费，在短时间
2．数据报分组交换
数据报分组交换与报文交换类似，只 不过把报文分成若干个分组，分组的长度 由网络决定。在数据报分组交换中，每个 分组的传送是单独进行处理的。每个分组 称为一个数据报，每个数据报自身携带足 够的地址信息。一个结点收到一个数据报 后，根据数据报中的地址信息和结点所储 存的路由信息，找出一个合适的出路，把 数据报原样地发送到下一结点。
计算机网络技术基础
• 在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之 交换结点还具有路径选择功能，就可以做到某条传输路 径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了 传输的可靠性；在存储转发中容易实现代码转换和速率 匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态，这样就 便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；提 供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地 址，这在电路交换中是很难实现的；允许建立数据传输 的优先级，使优先级高的报文优先转换。
1．报文交换的原理
报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站 点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。当一个 站点要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上， 网络结点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下 一个结点，一直逐个结点地转送到目的结点。
2．报文交换的特点
报文交换技术的特点如下： • 报文从源点传送到目的地采用“存储—转发”
计算机网络技术基础
数据交换技术
1.1 电路交换
1．电路交换的3个过程
电路交换共分为 电路建立、数据传 输、电路拆除3个 过程，电路交换时 序图如图所示。
2．电路交换技术的优缺点
• 优点：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。 • 缺点：在某些情况下，电路空闲时的信道容易浪费，在短时间
《数据交换技术》课件
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《数据交换技术》ppt 课件
目 录
• 数据交换技术概述 • 数据交换技术分类 • 数据交换技术的实现方式 • 数据交换技术的性能优化 • 数据交换技术的安全防护
01
数据交换技术概述
数据交换技术的定义与特点
定义
01 数据交换技术是一种实现不同
系统、不同平台之间数据传输 和共享的方法。
特点
02 标准化、开放性、互操作性和
安全性。
标准化
03 遵循统一的交换标准，确保不
同系统之间的数据交换能够顺 利进行。
开放性
04 支持各种不同的系统和平台，
能够与其他系统进行集成和交 互。
互操作性
05 能够实现数据的互换和共享，
支持多种数据格式和传输协议 。
安全性
06 提供数据加密、身份认证等安
全机制，确保数据交换过程中 的安全性和可靠性。
01
异步数据交换
02
客户端发送请求后，不必等待服务器响应，可以继续执行其他任务。 服务器处理完后，通知客户端结果。
03
优点：减轻客户端等待压力，提高效率。
04
缺点：实时性差，适用于对实时性要求不高的场景。
点对点数据交换与发布/订阅数据交换
点对点数据交换 每个客户端与服务器之间建立一对一的数据传输通道。
密钥管理
建立完善的密钥管理体系，包括密钥的生成、存储、备份和使用等，确保密钥 的安全性和可用性。
数据缓存技术
缓存策略
根据数据的重要性和访问频率等因素 ，制定合理的缓存策略，以提高数据 访问速度和系统性能。
缓存淘汰机制
当缓存空间不足或数据过期时，需要 有一种淘汰机制来选择哪些数据需要 被移除，以保证缓存的高效利用。
《数据交换技术》ppt 课件
目 录
• 数据交换技术概述 • 数据交换技术分类 • 数据交换技术的实现方式 • 数据交换技术的性能优化 • 数据交换技术的安全防护
01
数据交换技术概述
数据交换技术的定义与特点
定义
01 数据交换技术是一种实现不同
系统、不同平台之间数据传输 和共享的方法。
特点
02 标准化、开放性、互操作性和
安全性。
标准化
03 遵循统一的交换标准，确保不
同系统之间的数据交换能够顺 利进行。
开放性
04 支持各种不同的系统和平台，
能够与其他系统进行集成和交 互。
互操作性
05 能够实现数据的互换和共享，
支持多种数据格式和传输协议 。
安全性
06 提供数据加密、身份认证等安
全机制，确保数据交换过程中 的安全性和可靠性。
01
异步数据交换
02
客户端发送请求后，不必等待服务器响应，可以继续执行其他任务。 服务器处理完后，通知客户端结果。
03
优点：减轻客户端等待压力，提高效率。
04
缺点：实时性差，适用于对实时性要求不高的场景。
点对点数据交换与发布/订阅数据交换
点对点数据交换 每个客户端与服务器之间建立一对一的数据传输通道。
密钥管理
建立完善的密钥管理体系，包括密钥的生成、存储、备份和使用等，确保密钥 的安全性和可用性。
数据缓存技术
缓存策略
根据数据的重要性和访问频率等因素 ，制定合理的缓存策略，以提高数据 访问速度和系统性能。
缓存淘汰机制
当缓存空间不足或数据过期时，需要 有一种淘汰机制来选择哪些数据需要 被移除，以保证缓存的高效利用。
【信息技术】数据交换技术教学课件 2023—2024学年人教 中图版(2019)高中信息技术必修2
教学对象分析
• 高一学生对新技术、新事物的好奇心较强：利用这一特点，本 课程可以引入一些最新的技术成果和实际应用案例，激发学生 的学习兴趣和好奇心。同时，通过讲解这些案例，让学生了解 数据交换技术在现实生活中的应用及其发展前景，鼓励他们为 未来的科技发展贡献自己的力量。
教学重点与难点
教学重点
三种数据交换技术的数据传输过程及 特点：本课程的重点在于讲解三种数 据交换技术的数据传输过程及特点。 学生应深入理解每种交换技术的内部 机制、工作原理及优缺点。通过对这 些内容的掌握，学生可以更好地理解 不同场景下选择合适的数据交换方式 的重要性。
电路交换
电路建立
在电路交换中，首先需要在发送方和接收方之间建立一条 物理连接。这个连接一旦建立，就可以一直保持到数据传 输完成。
数据传输
在数据传输过程中，发送方将数据直接发送到连接上，然 后通过这个连接将数据传输到接收方。由于连接是持续的 ，所以数据在传输过程中不会有延迟。
电路拆除
当数据传输完成后，发送方会发送一个结束信号，然后由 系统拆除这个物理连接。
当分组到达目标节点后，会进行重组以恢复原始数据。同时，接收方会 发送确认信号给发送方，告知已成功接收到哪些分组。如果某些分组在 传输过程中丢失了，发送方会重新发送这些分组。
03
数据交换技术的应用
电路交换的应用
电路交换是一种古老的数据交换技术，其基本原理是利用电话交换网中通话电路的连 接来实现数据传输。在电路交换中，通信双方需要建立一条专用的物理通道，从发送 方到接收方，这条通道在整个数据传输过程中一直保持连接状态，直到传输完成。
分组交换
01
数据分组
在分组交换中，发送方会将数据分割成多个数据包，并为每个数据包添
《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
数据交换技术PPT-叶厚礼
数据交换技术
路交换的最大特点是物理链路的独占性，适用于远程批处理文件传 递，数据传输可靠、迅速，传输延迟少；但线路的利用率低、建立链路 的时间长，不适合传送数据量少且传送频率高的数据。
总结: 线路交换技术的特点： 1) 数据传输可靠、迅速，数据不会丢失。 2) 线路交换效率不高。 建立连接
通话
释放连接
数据交换技术
4、课后研究题
在三种信息交换技术中分组交 换的效率最高，那么为什么在实际 生活中三种信息交换 技术并存？
（图1）
数据交换技术
1、电路交换
电路交换是计算机通信中最早采用的交换方式，与电话交换方式的 工作过程很类似。两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要 在通信子网中建立一个实际的物理线路连接。
（图2）
数据交换技术
如果主机H1要向主机H2传输数据，首先要通过通信子网在主机H1 与主机H2之间建立线路连接。主机H1首先向通信子网中节点A发送“呼 叫请求包”，其中含有需要建立线路连接的源主机地址与目的主机地址。 节点A根据目的主机地址，根据路选算法，如选择下一个节点为B，则 向节点B发送“呼叫请求包”。节点B接到呼叫请求后，同样根据路选算法， 如选择下一个节点为节点C，则向节点C发送"呼叫请求包"。节点C接到 呼叫请求后，也要根据路选算法，如选择下一个节点为节点D，则向节 点D发送"呼叫请求包"。节点D接到呼叫请求后，向与其直接连接的主 机H2发送"呼叫请求包"。主机H2如接受主机H1的呼叫连接请求，则通 过已经建立的物理线路连接"节点D-节点C-节点B-节点A"，向主机A发 送"呼叫应答包"。至此，从"主机H1-节点A-节点B-节点C-节点D-主机 H2"的专用物理线路连接建立完成。该物理连接为此次主机H1与主机 H2的数换方式的优点主要有以下几点： （1） 由于数据在传输的过程中无需建立一条专用的线路，因此多个报文 可以共享通信信道，线路利用率高。 （2） 各节点可以动态选择报文通过通信子网的最佳路径，提高系统效率。 （3） 报文在通过通信子网时均要进行差错检查与纠错处理，因此可以减 少传输错误，提高系统可靠性。 但其存在的缺点也不容忽视： （a）不能满足实时通信的要求 （b）当一个节点收到多个报文且又不能及时转发是，会造成节点存储空间 溢出，在这种情况下就不得不丢弃一些报文以求解决。 （c）发出的报文不一定按序到达，接受方需要额外重组。 总结: 报文交换技术的特点： 1) 从源点传送到目的地采用“存储--转发”方式。 2) 通信量大时传送延迟会增加。 3) 由于许多报文可以分时共享两个节点之间的通道，电路利用率高。
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
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P1 P2
P1 NA
P2
P1 NE
ND
P2
NF
NG
ACK
P1
NB
HB
P1
P2
8
数据报的特点：
报文的不同分组可通过不同的路径进行传输 分组可能不按顺序到达目的主机，可能重传或丢失 在传输过程中，每个分组需要携带源地址和目的地址
9
2.6.4 虚电路方式:Virtual Circuit , VC
NC
ND
已发送数据帧需暂时保留在发送方以备重发 需要计时器，设置时间长度要长于RTT的平均值 需对数据帧和ACK进行编号以区分不同的数据帧和ACK 协议简单 系统通信效率低
24
连续工作方式
持续发送分组，不需要停止等待 ACK
B
t
A
t
25
拉回方式
发送方可以连续向接收方发送数据帧，接收方对接收 的数据帧进行校验，然后向发送方发回应答帧
2.6 数据交换技术
1
2.6.1 线路交换: Circuit Switching
NC
ND
HA
NA
NE
NB
HB
NF
NG
2
主机A
结点A
结点B
线
呼叫请求
线
路 建
路
立
交
换 三
数 据
报文或分组
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
3
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
HA
NA P4
NE P3
NB
D1
ACK P1
P2
C2
NF
NG
虚电路连接 数据传输 虚电路释放
HB
10
2、虚电路特点
在传输分组前建立逻辑连接：虚电路连接 报文的所有分组沿着同一条虚电路连接进行传输 分组按序到达目的主机，一般不会丢失或重发 每个分组赋予一个虚电路标识符，分组中没有必要加目
的地址和源地址 在每个节点有必要做差错控制，但没必要进行路由选择 每个节点支持多条虚电路连接
数据
校验
报文结构
报文分组交换：长报文被 分为多个短的有限长度 分组，1
千或几千比特，每个分组分配分组号，在接收端所有分组按 序号重新组装为长的报文
报文号 分组号 目的地址 源地址 数据
校验 分组结构
7
2.6.3 数据报方式:Datagram,DC
分组交换：
数据报方式 虚电路方式
ACK
NC
ACK
HA
11
2.7、 差错控制
12
2.7.1、传输差错
1、传输差错定义：接收数据和发送数据 不一致的现象
主机
数据
信道 噪声
目的主机
数据 + 噪声
13
噪声
热噪声: 随机噪声 随机差错
传输介质的电子热运动产生 特点：时刻存在、幅度小、强度与频率无关， 频谱宽，一位错误
脉冲噪声: 突发噪声
突发差错
外界电磁干扰引起
5
存储转发的优点：
多个数据单元共享一条通信信道，提高信道使用率 选择最佳路径通过通信子网 平衡网络栽荷 减少传输差错 在采用不同速率或不同编码格式的信道间交换数据单元 可使用优先级
6
存储转发分类：
报文交换：无论数据有多长，都作为一个逻辑数据单元加上
目的地址、源地址和控制信息，并按规定格式封装
报文号 目的地址 源地址
特点：幅度较大，相邻多位错误
2、 传输差错类型： 随机差错+ 突发差错
14
3、误码率
二进制码元在数据传输过程中被传错的概率
Pe = Ne / N Pe: 误码率 Ne: 被传错的码元数 N: 传输的二进制码元总数
15
（1）误码率是衡量系统正常工作状态下传输可靠性的参数 (2) 对于一个实际的数据传输系统，不能笼统地说误码率越低
21
2.7.3 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
22
ARQ
停止等待方式 连续工作方式
拉回方式 选择重发方式
23
特点：
发送方在发送完一个数据帧后，要等待接收方的应答帧到 来后，再发下一个数据帧
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
4
2.6.2 存储转发交换方式: Store-and –forward exchanging
数据 单元
待传输数据 源主机地址 目的主机地址 控制信息
通信子网 通信控制处理器:CCP
报文 或 分组
接收 差错检测 存储 路由选择 传输
18
奇检验: 取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是奇数
S
110011000111
校验位
R
110011000111
校验位
19
偶检验:取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是偶数
S
110011000110
校验位
R
11001100011 0
校验位
20
方法简单，检错能力差，不能检测出两个位或 偶数位发生错误的情况，检错率最高达50%, 用于通 信要求较低的情况
发送方在接收到 提示某数据帧发送错误的应答帧后， 重发此帧及在该时间内已发的后续各帧
需要计时器
26
选择重发基本思想： 发送端连续发送数据帧，如果在发送完编号
为n 的数据帧时，收到编号为m (m<n)的数据帧 传送出错的否定性确认帧，则重发编号为m 的数 据帧，选择性重发完后，继续发送编号为n +1的 数据帧
越好，要根据实际传输要求提出误码率要求 (3) 如果传输系统传输的不是二进制码元，需要折合成二进制
码元计算
16
2.7.2. 差错控制策略
纠错码方案
检错码方案
奇偶检验
循环冗余编码
• 为每个分组添加足够的冗余信 息，以便在接收端发现并自动 纠正传输差错
• 分组仅包含足以使接收端发现 错误的冗余信息，但不能确定 传输差错的位置，不能自己纠 正传输错误
• 复杂，需要大量的成本和时间， 不适用于日常通信
• 容易，高效，广泛使用，通过 重发来纠正传输差错
差错控制：有效地检测出错误，并进行纠正，从而提高通信信
道 的传输质量的方法。
17
1、奇偶检验：在传输前来自在数据后加奇偶位 目的计算机重新计算奇偶位并与接收到 的奇偶位相比较 如果再者相同，无差错 如果两者不同，有差错
27
P1 NA
P2
P1 NE
ND
P2
NF
NG
ACK
P1
NB
HB
P1
P2
8
数据报的特点：
报文的不同分组可通过不同的路径进行传输 分组可能不按顺序到达目的主机，可能重传或丢失 在传输过程中，每个分组需要携带源地址和目的地址
9
2.6.4 虚电路方式:Virtual Circuit , VC
NC
ND
已发送数据帧需暂时保留在发送方以备重发 需要计时器，设置时间长度要长于RTT的平均值 需对数据帧和ACK进行编号以区分不同的数据帧和ACK 协议简单 系统通信效率低
24
连续工作方式
持续发送分组，不需要停止等待 ACK
B
t
A
t
25
拉回方式
发送方可以连续向接收方发送数据帧，接收方对接收 的数据帧进行校验，然后向发送方发回应答帧
2.6 数据交换技术
1
2.6.1 线路交换: Circuit Switching
NC
ND
HA
NA
NE
NB
HB
NF
NG
2
主机A
结点A
结点B
线
呼叫请求
线
路 建
路
立
交
换 三
数 据
报文或分组
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
3
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
HA
NA P4
NE P3
NB
D1
ACK P1
P2
C2
NF
NG
虚电路连接 数据传输 虚电路释放
HB
10
2、虚电路特点
在传输分组前建立逻辑连接：虚电路连接 报文的所有分组沿着同一条虚电路连接进行传输 分组按序到达目的主机，一般不会丢失或重发 每个分组赋予一个虚电路标识符，分组中没有必要加目
的地址和源地址 在每个节点有必要做差错控制，但没必要进行路由选择 每个节点支持多条虚电路连接
数据
校验
报文结构
报文分组交换：长报文被 分为多个短的有限长度 分组，1
千或几千比特，每个分组分配分组号，在接收端所有分组按 序号重新组装为长的报文
报文号 分组号 目的地址 源地址 数据
校验 分组结构
7
2.6.3 数据报方式:Datagram,DC
分组交换：
数据报方式 虚电路方式
ACK
NC
ACK
HA
11
2.7、 差错控制
12
2.7.1、传输差错
1、传输差错定义：接收数据和发送数据 不一致的现象
主机
数据
信道 噪声
目的主机
数据 + 噪声
13
噪声
热噪声: 随机噪声 随机差错
传输介质的电子热运动产生 特点：时刻存在、幅度小、强度与频率无关， 频谱宽，一位错误
脉冲噪声: 突发噪声
突发差错
外界电磁干扰引起
5
存储转发的优点：
多个数据单元共享一条通信信道，提高信道使用率 选择最佳路径通过通信子网 平衡网络栽荷 减少传输差错 在采用不同速率或不同编码格式的信道间交换数据单元 可使用优先级
6
存储转发分类：
报文交换：无论数据有多长，都作为一个逻辑数据单元加上
目的地址、源地址和控制信息，并按规定格式封装
报文号 目的地址 源地址
特点：幅度较大，相邻多位错误
2、 传输差错类型： 随机差错+ 突发差错
14
3、误码率
二进制码元在数据传输过程中被传错的概率
Pe = Ne / N Pe: 误码率 Ne: 被传错的码元数 N: 传输的二进制码元总数
15
（1）误码率是衡量系统正常工作状态下传输可靠性的参数 (2) 对于一个实际的数据传输系统，不能笼统地说误码率越低
21
2.7.3 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
22
ARQ
停止等待方式 连续工作方式
拉回方式 选择重发方式
23
特点：
发送方在发送完一个数据帧后，要等待接收方的应答帧到 来后，再发下一个数据帧
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
4
2.6.2 存储转发交换方式: Store-and –forward exchanging
数据 单元
待传输数据 源主机地址 目的主机地址 控制信息
通信子网 通信控制处理器:CCP
报文 或 分组
接收 差错检测 存储 路由选择 传输
18
奇检验: 取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是奇数
S
110011000111
校验位
R
110011000111
校验位
19
偶检验:取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是偶数
S
110011000110
校验位
R
11001100011 0
校验位
20
方法简单，检错能力差，不能检测出两个位或 偶数位发生错误的情况，检错率最高达50%, 用于通 信要求较低的情况
发送方在接收到 提示某数据帧发送错误的应答帧后， 重发此帧及在该时间内已发的后续各帧
需要计时器
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选择重发基本思想： 发送端连续发送数据帧，如果在发送完编号
为n 的数据帧时，收到编号为m (m<n)的数据帧 传送出错的否定性确认帧，则重发编号为m 的数 据帧，选择性重发完后，继续发送编号为n +1的 数据帧
越好，要根据实际传输要求提出误码率要求 (3) 如果传输系统传输的不是二进制码元，需要折合成二进制
码元计算
16
2.7.2. 差错控制策略
纠错码方案
检错码方案
奇偶检验
循环冗余编码
• 为每个分组添加足够的冗余信 息，以便在接收端发现并自动 纠正传输差错
• 分组仅包含足以使接收端发现 错误的冗余信息，但不能确定 传输差错的位置，不能自己纠 正传输错误
• 复杂，需要大量的成本和时间， 不适用于日常通信
• 容易，高效，广泛使用，通过 重发来纠正传输差错
差错控制：有效地检测出错误，并进行纠正，从而提高通信信
道 的传输质量的方法。
17
1、奇偶检验：在传输前来自在数据后加奇偶位 目的计算机重新计算奇偶位并与接收到 的奇偶位相比较 如果再者相同，无差错 如果两者不同，有差错
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