数据通信的交换方式
广域网数据交换的三种方式
⼴域⽹数据交换的三种⽅式在实名制这块其主要的技术在于硬件设备与服务器之间的通信，最理想的状态是每⼀台硬件设备都拥有⼀个⼴域⽹的ip，这样服务器和设备可以点对点直接通信。
但是理想和现实差距很⼤，受制于ipv4的数量限制导致⼴域⽹的ip价格⾼昂，⽆法⼤⾯积的在设备中应⽤。
没有⼴域⽹ip情况下设备想和服务器进⾏数据交互，就变得⾮常复杂，就⽬前来讲只有三种⽐较主流的数据交互⽅案。
第⼀种⽅案是使⽤TCP、UDP协议通信，设备发送UDP数据询问服务器端可有数据需要下载，如果有数据需要下载设备端就发起TCP请求来下载数据。
这种⽅案的好处是只需要服务器端拥有⼴域⽹IP就可以进⾏正常的数据交换。
但是这个⽅案数据交互⾮常缓慢.每交互⼀次就需要间隔数⼗秒。
第⼆种⽅案是使⽤MQ协议通信，设备端订阅mq的某⼀个频道，服务器只需要把需要发送给硬件设备的数据推送到消息队列中，设备收到推送会⾃动下载数据。
这种通信⽅式效率很⾼在物联⽹这块应⽤也很⼴泛，是⽐较优秀的通信⽅案选择，但是技术实现难度很⾼、应⽤成本也很⾼。
第三种⽅案是使⽤中间层，我称之为称为数据交互管理器。
数据交互管理器部署在和硬件设备同⽹段的局域⽹中，它可以和硬件设备点对点直接通信，它通信的结果存储在本地然后在周期性的进⾏上传。
它的好处很明显，不需要设备⽀持服务器端（第⼀、⼆两种⽅案都需要硬件设备⽀持）、可以在⽆⽹络的环境⼯作，可以完全按照设备⽀持的⽅案进⾏开发，然后把需要的数据上传到服务器端。
看起来很ok，很完美，但是其实这种⽅案成本是⾮常⾮常⾼昂。
我在之前的⼯作中⼀直使⽤的是第⼀、第⼆两种⽅案进⾏设计开发、这两种⽅案看似成本很⾼，需要搭建单独的通信服务，但是从宏观和时间的⾓度来说其实很廉价。
因为它只需要更新服务端的软件就可以改造、调整优化、升级。
不需要考虑客户端，所有的设备只需要连接⽹络、配置好通信ip和账户就完成了，不需要进⾏多余的操作。
现在我们使⽤的是第三种⽅案，中间层。
浅析数据通信交换方式及其适用范围
电路交换 是指两台计算机或终 端在相互通信时 ，使用同一条 实际 的物理链路 ，通信中 自始至终使用 该链 路进行信息传 输 ，且不允 许其 它计算机或终端同时共享该 电路 。
１ 报 文 交 换 ． ２ 报 文交换 是将用 户的 报文存 储在 交换机 的存 储器 中 （ 内存 或外
存），当所需输 出电路空 闲时 ，再将 该报 文发往 需接收 的交换机 或终 端 。这种存储一 转发 的方式可 以提高中继线 和电路 的利用率 。
１ 分 组 交换 ． ３
分组 交换 是将用 户发来 的整份 报文 分割 成若 干个定 长 的数据 块 （ 称为分组或打包） ，将这些 分组 以存储转发 的方 式在 网内传 输。第一 个分组信息都连有接 收地址 和发 送地址的标识 。在分组交换 网中 ，不 同用户的分组数据均采用动态复用 的技术传送 ，即网络 具有路 由选择 ， 同～条路 由可 以有不同用户的分组在传送 ，所 以线路利用率较高。
信 息科 学
民 科技 营
浅析 数据通 信交换 方式及其 适用 范 围
高宏杰
（ 国移 动 通信 集 团设 计 院 有 限公 司黑 龙 江 分公 司 ， 龙 江 哈 尔滨 １００ ） 中 黑 ５０ ０
摘 要： 数据通信是通信技 术和计 算机技 术相结合 而产生的一种新的通信 方式 。要在 两地 闻传输信 息必须有传输 信道 ， 根据传输媒体的不 同， 有有线数据 通信 与无线数据通信之 分。 它们都是通过传输信道将数据终端与计 算机联 结起 来， 但 而使不 同地点的数据终端实现软 、 硬件和信 息资源 的共享。介 绍数据通信的构成原理 、 交换 方式及其适 用范围； 数据通信 的分类， 并展 望未来美好的应 用前景。
计算机之间的信息交换方式
计算机之间的信息交换方式
计算机之间的信息交换方式有很多种，以下是其中一些常见的方式：
1. 网络通信：计算机可以通过网络进行通信，例如通过局域网（LAN）、广域网（WAN）、互联网等。
在网络通信中，计算机使用网络协议（如 TCP/IP）来发送和接收信息。
2. 串口通信：串口通信是一种低速的通信方式，通常用于连接外部设备，例如打印机、扫描仪、调制解调器等。
串口通信使用串行接口（如 RS-232、RS-485 等）来传输数据。
3. 并口通信：并口通信也是一种低速的通信方式，通常用于连接外部设备，例如打印机、扫描仪等。
并口通信使用并行接口（如 Centronics、IEEE 1284 等）来传输数据。
4. 无线通信：无线通信是一种通过无线电波进行通信的方式，例如 Wi-Fi、蓝牙、ZigBee 等。
在无线通信中，计算机使用无线网络协议（如 802.11、802.1
5.1 等）来发送和接收信息。
5. 红外通信：红外通信是一种短距离的无线通信方式，通常用于遥控器、手机等设备。
在红外通信中，计算机使用红外接口来发送和接收信息。
6. USB 通信：USB 通信是一种高速的通信方式，通常用于连接外部设备，例如打印机、扫描仪、外部硬盘等。
USB 通信使用 USB 接口来传输数据。
总之，计算机之间的信息交换方式有很多种，每种方式都有其适用的场景和特点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的通信方式。
计算机网络 数据交换技术
计算机网络 数据交换技术经过编码后的数据要在通信线路上进行传输，最简单的数据通信形式是在两个互联的设备之间直接进行数据通信。
但在网络节点较多的情况下，在任意两节点之间建立一条连线几乎是不现实的，并且在广域网中，两个距离非常远的设备之间不可能有直接的连线，它们是通过通信子网建立连接。
通信子网由传输线路和中间节点组成，当数据源点没有直接到目的地点的直线连接时，数据源点发出的数据先到达与它相连的中间节点，再通过中间节点向下一个中间节点转发，直至到达目的地，这个过程称为数据交换。
在计算机网络中，常用的数据交换方式可分为两大类，即电路交换方式（Circuit Switching ）和存储转发交换方式（Store and Forward Switching ）。
存储转发交换方式按照被交换的信息单位不同，又可分为报文交换和报文分组交换两种。
另外，还有帧中继交换和信元交换技术。
1．电路交换电路交换方式多用于电话网络交换，它是在数据传输期间，数据源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理连接线路，这条线路被通信双方独占，而不能被其他节点使用，直到数据传输结束。
利用电路交换技术完成的数据传输要经历建立电路、传输数据和拆除电路三个阶段。
● 建立电路 建立电路是指当数据源节点向网络发送带目的节点地址的请求连接信号时，该信号先到达连接数据源节点的第一个中间交换节点，该节点根据请求中的目的节点地址，按路由选择算法，将请求传送到下一个中间交换节点；依次类推，直到目的节点。
目的节点收到请求信号后，接受请求，从刚才的来路返回一个应答信号，此时，数据源节点与目的节点之间的通信电路即已建立。
如果中间交换节点或目的节点没有空闲的物理线路可以使用时，整个线路的连接无法实现。
只有数据源节点和目的节点之间建立起物理线路之后，才能够进行数据传输。
线路一旦被分配，在未释放之前，其他节点都无法使用该线路，即使该线路上没有数据传输。
如图3-19所示，为电路交换示意图。
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。
计算机网络3种通信方式
计算机网络3种通信方式计算机网络是指将分散的计算机系统以及其他设备通过通信线路连接起来，形成一个统一的信息交换系统。
在计算机网络中，数据传输是其中最重要的一环。
数据传输的方式有很多种，本文将介绍并分析计算机网络中常用的3种通信方式。
一、电路交换电路交换是一种面向连接的通信方式，它在传输数据之前，先建立一条从源节点到目标节点的通信路径，通常是通过一个交换设备来完成。
在电路交换方式下，通信的双方会占用一条独享的传输线路，在通信过程中始终保持连接状态，直到通信结束才会释放连接。
电路交换的主要优点是通信稳定、传输延迟低。
由于通信路径已经建立，数据传输过程中不需要考虑如何找到目标节点，因此数据传输的效率较高。
然而，电路交换方式的缺点是当通信链路中的某个节点故障时，整个通信链路会中断，通信效果受到影响。
二、分组交换分组交换是一种面向消息的通信方式，它将要传输的数据划分成一个个较小的数据包，每个数据包都包含完整的源地址和目标地址信息。
在传输过程中，数据包可以通过不同的传输链路独立传输，并且不需要事先建立连接。
分组交换的主要优点是通信灵活、传输效率高。
由于数据包可以在传输过程中通过不同的传输链路进行传输，因此对传输链路的要求相对较低，通信效果相对更好。
同时，由于传输的数据包可以根据实际情况进行动态分配，因此传输效率较高。
然而，分组交换方式的缺点是数据包在传输过程中会有一定的延迟，且数据包可能会因为网络拥塞而丢失。
三、消息交换消息交换是一种面向内容的通信方式，它将要传输的数据划分成一个个消息，并且每个消息都包含了相应的控制信息。
在传输过程中，消息通过网络传输并且根据控制信息被路由到目标节点。
消息交换的主要优点是通信灵活、控制能力强。
通过控制信息的传递，可以在传输过程中对消息进行优先级的控制、错误的检测和纠正等操作，以提高通信的质量和可靠性。
然而，消息交换方式的缺点是由于消息携带了较多的控制信息，因此在传输过程中会占用较大的带宽，使得传输效率相对较低。
浅谈数据通信及其交换方式和适用范围
参考文献
【 １ 】 田亚彬． 浅谈数据通信及其交换方式和适用范围叩． 中国新技术新
产 品， ２ ０ １ ２ （ １ ３ ） ．
进行数据信息传输，在传输过程 中，可以实现较 陕的传输 速度和效率 ，加上分组交换方式对于用户一般采用动态的 传送方式 ，有较高的适用性 ，用户可以轻易地实现在相同
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Ｒ Ｅ Ｇ Ｉ Ｏ Ｎ Ｌ Ｎ Ｆ Ｏ 数 字 地 方
浅谈数 据通 信及 其交换 方式和 适 用范 围
◆李
摘 要 ：数 据 通信 其 实指 的 是针 对 通 信 协议 而适 用数 据 传输 的相 关技 术 ，
芳
在通信仪 器功能单元之 中，实现相 互之 间数据信 息的传递工作 ，并且能够在 计算机 终端之 间以及 计算机之间的信 息传递工作，数据通信对 于计算机科 学 技术以及信 息通信具有重要的意义 ，数据通信技 术其 实是依赖 于信息通信和 计算机技 术而存在 和实现的 ，而数据通信 又依赖于计算机等通信载体。 关键词 ：数据通信 ；交换方式；适用范围；文交换 ；分组交换
更好地实现数据信息的传送过程 。不管是文交换还是分组
１ ６ 信息系统工程 Ｉ ２ ０ １ ３ １ ． ２ ０
（ 作者单位 ：合肥工业大学建筑设计研究院 ）
换 的方式来实现数据通信。但是 ，因为文交换的信息延迟
性 比较长，所以文交换 的适用范围还是存在一定的局限Ｉ 生
的。分组交换其实是通过把数据信息分割为几个 固定字长
的文件或者包 ，然后通过将文件或者数据包用转发的方式
的作用 。随着手机智能化的普及以及移动数据的传输越来 越普遍 ，将会进一步优化信息共享过程 ，以及对信息交流
大工21秋《计算机网络技术》在线作业1-学习资料-附答案
大工21秋《计算机网络技术》在线作业1
试卷总分:100 得分:100
1.网络协议是通信双方必须遵守的事先约定好的规则，一个网络协议由语法、语义和()三部分组成。
【A.项】顺序
【B.项】次序
【C.项】同步
【D.项】词序
【解析】本题难度中等，请按照大工课程学习要求完成
【正确-答案】:C
2.数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以()为单位的数据。
【A.项】报文段
【B.项】帧
【C.项】比特
【D.项】包
【解析】本题难度中等，请按照大工课程学习要求完成
【正确-答案】:B
3.在物理层上所传数据的单位是()。
【A.项】报文段
【B.项】帧
【C.项】比特
【D.项】包
【解析】本题难度中等，请按照大工课程学习要求完成
【正确-答案】:C
4.一座大楼内的一个计算机网络系统，属于()。
【A.项】PAN
【B.项】LAN
【C.项】MAN
【D.项】WAN
【解析】本题难度中等，请按照大工课程学习要求完成
【正确-答案】:B
5.世界上第一个计算机网络是()。
【A.项】ARPANET
【B.项】ChinaNet
【C.项】Internet
【D.项】CERNET
【解析】本题难度中等，请按照大工课程学习要求完成
【正确-答案】:A。
《现代交换技术》第03章分组交换技术
3.7.2 我国公用分组数据交换网提供 的业务功能
基本业务功能
交换型虚电路(SVC) 永久型虚电路(PVC)
用户任选业务功能
主要有闭和用户群、反向计费、网络用户识别、 呼叫转移、虚拟专用网、广播服务、帧中继等 业务。
3.7.3 进入公用分组数据交换网的用 户终端种类及入网方式
3.5.2 光分组交换网络的分类
时隙网络
分组长度是固定的，并在时隙中传输。时隙的长 度应大于分组的时限，以便在分组的前后设置保 护间隔。
非时隙网络
分组的大小是可变的，而且在交换之前，不需要 排列，异步的，自由地交换每一个分组。
3.5.3 光分组交换技术的特点
大容量、数据率和格式的透明性、可配置性等特 点，支持未来不同类型数据
3.2 分组交换技术的基本概念
分组交换的概念类似于邮寄信件。 人们把写好的信放入信封，就如同划分分组；
在信封上写上地址，就如同在分组头里放入路 由信息；
投入邮筒，就如同交换机进行交换，再发往目 的地；
接到信件后打开阅读，就仿佛拆包后取出信息 一样。
3.2.1 分组交换技术
分组交换技术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。
第三章 分组交换技术
分组(Packet)交换亦称包交换，是为 了适应计算机通信的需要而发展起来 的，是数据通信的重要手段之一。
3.1 数据通信网的交换方式
数据通信网的交换方式经历了电路交换、报 文交换和分组交换的发展过程
电路交换
是一种实时交换，在整个通信过程中自始至终 使用该条线路进行信息传输，其它计算机不能共 享链路。
能提供端到端的光通道或者无连接的传输 带宽利用效率高，能提供各种服务，满足客户的
数据通信原理
数据是预先定义好的具有某种含义的任何一个数字或者一个字母以及他们的组合。
数据通信是：依照通信协议利用该数据传输技术在两个功能单元之间传送数据信息他实现计算机与计算机、计算机与终端、终端与终端之间数据信息的传送。
数据通信系统是通过数据电路将分布在很远地方的数据终端设备与计算机系统连接起来实现数据传播、交换、存储和处理的系统。
数据终端设备（DTE）：由数据输入设备设备、数据输出设备和传输控制器组成。
DTE在数据通信中的作用相当于电话与电报交换中的电话机和电传机，他是人和及机器的之间的接口。
数据电路由传输信道及其两端的数据电路终端接设备（DCE）组成数据电路位于DTE与计算机系统之间，他的作用是为数据通信提供数字传输通道。
传输信道包括通信线路和通信设备。
发放的DCE有两个功能：1）将来自DTE的数据信号进行变换使之消除原来信号的直流分量是信号功率和信道相适应防止数据信号很长时收发双方的失步。
2）当传送信道是模拟的时候时，让来自DTE的基带信号调制载频信号实现频带搬移。
数据服务单元（DSU）的功能是信号格式变换消除信号中的直流分量和纺织长串零的编码、信号再生和定时等。
计算机系统是由通信控制器、主机及其周围设备组成具有处理从数据终端设备输入的数据信息并将处理结果向相应的数据终端设备输出的功能。
通信控制器是数据电路和计算机系统的接口控制远远程数据终端设备连接的全部通信信道接受远程DTE发来的数据信号。
他的主要功能是：差错控制，终端的接续控制，确认控制传输顺序控制和切断等的控制。
数据通信系统根据处理形式的不同可以分为：联机实时系统，远程批处理系统和分时处理系统。
数据传输速率是衡量系统传输能力的主要指标。
有三种定义：调制速率、数据传输速率、数据传送速率。
联机实时系统是指从终端输入的数据在中央计算机上处理并将结果直接返回给终端的形式，询问处理系统是指远程终端发送电文到中央计算机并将经过处理的结果电文送回终端，会话处理系统是终端和计算机进行一次全面的会话一面进行处理的系统，数据收集系统是将多台远程终端的数据定时的收集到中央计算机进行处理和存储在加工为各种报表资料。
数据通信基础认知—数据通信系统交换方式
在发送端，先把较长的报文划分成较 短的、固定长度的数据段。
报文
假定这个报文较长 不便于传输
每一个数据段前面添加上首部构成分组(packet)。
报文
数据
数据
数据
分组 1
首部
分组 2
首部
分组 3
首部
分组交换网以“分组”作为数据传输单元。 依次把各分组发送到接收端。
分组 1 首部 数 据
分组 2 首部 数 据
三、电路交换技术
电路交换的定义
程控交换机
电路交换的特点
面向连接
通信开始时，需在通信双方之间建 立连接，通信过程中需要维持连接， 通信结束释放连接。
独享
两者之间的通信资源必须可用，且 必须独享、专用。
电路交换应用场景
适用场合
适用于传输信息量较大，通信对象比 较固定的电信网（电话网）。如下图 所示，在电信网中用户A与用户B通信， 交换机内部实现时隙交换选路，交换 机间通过E1帧完成出局，电信网通过 时隙交换模拟了类似实线电路连接导 通的过程。
虚电路
在虚电路方式中，发送分组前首先必须 在发送端和接收端之间建立一条路由 （逻辑管道），路由建立后，每个分组 都由此路由到达目的地。
剪辑时该页不呈现，讲这页的文字时直接出下页的图片
H2
虚电路
H1
B A
H1 要和 H5 通信
H3
H4 D
H1 向 H5 发送的 所有分组都沿此 虚电路传送。
H6
E
分组交换网
四、报文交换技术
报文交换的基本概念
报文交换 特点：报文交换(Message Switching)是一种存储转发 技术，它没有在通信两端设备间建立一条物理线路。 适用场景：报文交换技术适用于非实时的通信系统， 如早期的公共电报收发系统。
分组交换
虚电路分组交换像电路交换一样，通信双方需要建立连接，只是与电路交换不同，分组交换的连接是虚拟连接（又称为虚电路），连接中不存在一个独占的物理线路。根据虚拟连接的实现方式，可以把虚电路分为交换虚电路和永久虚电路。
（6）基于呼叫延迟制的流量控制
在分组交换中，当数据流量较大时，分组排队等待处理，而不像电路交换那样立即呼损掉，因此其流量控制基于呼叫延迟。
5优点编辑
分组交换网与电路交换网相比有许多优点
分组交换
利用率高
较之电路交换对链路的独占性而言，不同的数据分组可以在同一条链路上以动态共享和复用方式进行传输，通信资源利用率高，从而使得信道的容量和吞吐量有了很大的提升。因为结点到结点的单个链路可以由很多分组动态共享。分组被排队，并被尽可能快速地在链路上传输。
分组交换的本质就是存储转发，它将所接受的分组暂时存储下来，在目的方向路由上排队，当它可以发送信息时，再将信息发送到相应的路由上，完成转发。其存储转发的过程就是分组交换的过程。
分组交换的思想来源于报文交换，报文交换也称为存储转发交换，它们交换过程的本质都是存储转发，所不同的是分组交换的最小信息单位是分组，而报文交换则是一个个报文。由于以较小的分组为单位进行传输和交换，所以分组交换比报文交换快。报文交换主要应用于公用电报网中。
开销大
要将分组通过网络传送，包括目的地址在内的额外开销信息和分组排序信息必须加在每一个分组里。这些信息降低了可用来运输用户数据的通信容量。在电路交换中，一旦电路建立，这些开销就不再需要。另外，分组交换网络是一个分布的分组交换结点的集合，在理想情况下，所有的分组交换结点应该总是了解整个网络的状态。但是，不幸的是，因为结点是分布的，在网络一部分状态的改变与网络其他部分得知这个改变之间总是有一个时延。此外，传递状态信息需要一定的费用，因此一个分组交换网络从来不会“完全理想地”运行。
数据交换方式
数据交换⽅式数据交换的⽅式⼀、数据交换⽅式概述：在计算机⽹络中，传输系统的设备费⽤常常要占整个计算机⽹络费⽤的⼀半左右，所以当通信⽤户较多⽽传输的距离较远时，通常采⽤交换技术。
交换⼜称为转换，这种交换是通过某些交换中⼼将数据进⾏集中和传送，使传输线路为各个⽤户所共⽤，从⽽⼤⼤节省通信线路，提⾼传输设备的利⽤率，降低系统费⽤。
当前的数据交换技术有三种最基本的⽅式：电路交换、报⽂交换、分组交换。
⼀个数据通信⽹的有效性，可靠性和经济性直接受⽹络所采⽤的交换⽅式影响。
⼆、数据交换的三种⽅式：1、电路交换1.1电路交换的基本⼯作原理：在数据传输期间，源结点与⽬的结点之间有⼀条由中间结点构成的专⽤物理连接线路，在数据传输结束之前，这条线路⼀直保持。
如果两个相邻结点之间的信道容量很⼤时，这两个相邻结点之间可以同时有多个物理电路。
1.2电路交换技术实现通信的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，进⾏数据或信号传输。
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电路拆除在完成数据或信号的传输后，就要结束连接。
通常是由源站或⽬标站提出终⽌通信，各结点相应拆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。
1.3电路交换的优缺点：优点：（1）由于通信线路为通信双⽅⽤户专⽤，数据直达，所以传输数据的时延⾮常⼩。
（2）通信双⽅之间的物理通路⼀旦建⽴，双⽅可以随时通信，实时性强。
（3）双⽅通信时按发送顺序传送数据，不存在时序问题。
（4）电路交换既适⽤于传输模拟信号，也适⽤于传输数字信号。
（5）电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。
缺点：（1）电路交换的平均连接建⽴时间对计算机通信来说偏长。
（2）电路交换连接建⽴后，物理通路被通信双⽅独占，即使通信线路空闲，也不能供其他⽤户使⽤，因⽽信道利⽤率低。
三种交换技术
1．电路交换技术网络交换技术共经历了四个发展阶段，电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术和ATM技术。
公众电话网（PSTN网）和移动网（包括GSM网和CDMA网）采用的都是电路交换技术，它的基本特点是采用面向连接的方式，在双方进行通信之前，需要为通信双方分配一条具有固定带宽的通信电路，通信双方在通信过程中将一直占用所分配的资源，直到通信结束，并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。
这种方式的优点是在通信过程中可以保证为用户提供足够的带宽，并且实时性强，时延小，交换设备成本较低，但同时带来的缺点是网络的带宽利用率不高，一旦电路被建立不管通信双方是否处于通话状态，分配的电路都一直被占用。
2．报文交换技术报文交换技术和分组交换技术类似，也是采用存储转发机制，但报文交换是以报文作为传送单元，由于报文长度差异很大，长报文可能导致很大的时延，并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难，为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的，节点需要分配不同大小的缓冲区，否则就有可能造成数据传送的失败。
在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业务，如公用电报网。
报文交换比分组交换出现的要早一些，分组交换是在报文交换的基础上，将报文分割成分组进行传输，在传输时延和传输效率上进行了平衡，从而得到广泛的应用。
3．分组交换技术电路交换技术主要适用于传送话音相关的业务，这种网络交换方式对于数据业务而言，有着很大的局限性。
首先数据通信具有很强的突发性，峰值比特率和平均比特率相差较大，如果采用电路交换技术，若按峰值比特率分配电路带宽则会造成资源的极大浪费，如果按照平均比特率分配带宽，则会造成数据的大量丢失。
其次是和语音业务比较起来，数据业务对时延没有严格的要求，但需要进行无差错的传输，而语音信号可以有一定程度的失真但实时性一定要高。
分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式，它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式，将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据，并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段，作为数据传送的基本单元即分组。
第一章 数据通信基础 自测试题(答案)
第一章数据通信基础自测试题一、填空题：1.数字信号两种传输方式：并行传输方式和串行传输方式。
2.常见的多路复用技术有：频分多路复用、时分多路复用和统计时分多路复用。
3.数据交换的三种方式是：电路交换、报文交换和分组交换。
4.常用的传输介质有：同轴电缆、双绞线、光纤和无线传输介质5.目前IEEE802.3委员会发布的千兆以太网标准有IEEE802.3 z和IEEE802.3ab两种。
6.载波侦听多路访问/冲突检测技术的英文简称是CSMA/CD。
7.数据传输同步技术有两种：异步传输和同步传输。
8.光纤分为单模光纤和多模光纤两种类型。
9.光纤连接器有SC型、ST型、FC型和MTRJ型四种连接器。
10.电路交换的一个重要特点是在一对主机之间建立起一条专用的数据通路。
它包括连接建立，数据传输和连接拆除三个过程。
11.物理信道可以分为__有线信道_和_ 无线信道_ _。
12.在网络中的数据交换方式可分为_ 线路交换__和_ 存储转发式交换_两大类。
二、判断题：1.数据通信系统的任务是：把源计算机欲发送的数据迅速地传输到目标计算机。
（×）2.无线传输介质通过空气传输信号，空气既可传输数字信号，也可传输模拟信号。
（√）3.快速以太网中，由于网络信号的传输速率特别快，因此两台网络设备间的双绞线电缆的最大长度可以超过150米。
（×）4.在组网工作中，由于交换机、集线器这样的网络设备都可以扩充网络连接端口，因此搭建10台以内的小型计算机网络时，无论是采用交换机还是集线器，只要两者端口速率都是100兆，传输效率就都是一样的，没什么区别。
（×）5.数据传输同步技术是用来验证数据传输是否正确的方法。
（√）三、选择题1.在传送数据时，以原封不动的形式把来自终端的信息送入线路称为？（ C ）A．宽带传输 B．同步传输 C．基带传输 D．异步传输2.100Base是一个非常普遍的类型，表明该电缆为基带类型并且能够以每秒多少兆位的速率传输？（D）A．10 B．20 C．50 D．1003.以太局域网布线中，集线器（或交换机）端口到桌面计算机网卡的双绞线长度不应超过多少米。
数据传输方法详解
数据传输方法详解数据传输是信息技术领域中至关重要的一环，它涉及到了数据的发送和接收过程。
在现代社会中，数据传输的方式多种多样，本文将对其中一些常见的数据传输方法进行详细解析。
一、串行传输串行传输是一种逐位传输数据的方式，它将数据按照位的顺序依次发送。
在串行传输中，数据通过一个单一的通道进行传输，这个通道可以是电线、光纤或者无线信号等。
串行传输相对于并行传输来说，需要较长的传输时间，但是它的优点是传输距离可以更远，且可以减少传输线的数量。
串行传输常用于需要长距离传输的场景，比如电信网络中的光纤传输。
此外，在一些外部设备连接中，如串口、USB接口等，也会使用串行传输方式。
二、并行传输并行传输是一种同时传输多个位的方式，它将数据的各个位同时发送。
在并行传输中，每个位都通过一个独立的通道进行传输，这些通道可以是不同的电线或者导线。
并行传输相对于串行传输来说，传输速度更快，但是需要更多的传输线。
并行传输常用于短距离高速传输的场景，比如计算机内部的数据传输。
在计算机内部，数据的传输需要快速完成，因此采用并行传输可以提高传输效率。
三、同步传输同步传输是一种在发送端和接收端之间建立时钟信号来同步数据传输的方式。
在同步传输中，发送端和接收端通过预先约定的时钟信号来保持数据传输的同步。
这种方式可以确保数据的准确性和完整性。
同步传输常用于需要高可靠性的数据传输场景，比如通信网络中的数据传输。
在通信网络中，数据的传输需要保证数据的准确性和完整性，因此采用同步传输可以提高传输的可靠性。
四、异步传输异步传输是一种不需要时钟信号来同步数据传输的方式。
在异步传输中，发送端和接收端通过起始位和停止位来标识数据的开始和结束。
这种方式相对于同步传输来说，传输效率较低，但是它的优点是传输的灵活性更高。
异步传输常用于需要灵活性较高的数据传输场景，比如串口通信中的数据传输。
在串口通信中，数据的传输需要根据实际情况来灵活调整，因此采用异步传输可以满足这种需求。
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。
计算机网络技术基础04 传输、复用和交换技术
·N · · · · ·
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· · · · · ·
Ts1 Ts2
Ts3
图 2.17 时分复用示意图
信道复用技术
时分复用
时分复用分为：同步时分复用和异步时分（统计 时分） 复用。 同步时分复用：同步时分复用的每个时间片长度 固定且预先指定，因而从各个信号源发送时是固定同 步的。 异步时分复用：在异步时分复用中，时间片是按 需要动态分配的，提高了传输介质的利用率。时间片 与输入装置之间没有一一对应关系，所以数据单元必 须包含地址信息，降低了传输效率。
9
数据通信传输方式
基带传输与频带传输 1、基带传输 基带传输是指在基带信道上直接传输基带信号的方 式。所谓基带信号是指由数据或消息直接转换成的原始 电信号，基带传输主要用于短距离或有线电系统中。
基带信 号输入
信道信号形成器 信道 滤波器 抽样判决器 基带信 号输出
噪声源
数据通信传输方式
基带传输与频带传输 2、 频带传输 频带传输是包括调制解调过程的传输系统。有时也 把用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输，频带 传输主要用于长距离或无线电系统中。
1、模拟数据与数字数据 模拟数据：数据的状态是连续变化和不可数的。 数字数据：数据的状态是离散的和可数的。 2、 模拟信号与数字信号 模拟信号：电信号的参量对应于模拟数据而连续取 值，这样的信号称为模拟信号。 数字信号：电信号的参量对应于离散数据并离散取 值，这样的信号称为数字信号。
4
数据通信传输方式
16
信道复用技术
码分复用
码分复用技术又称码分多址技术（ CDMA ）， 是基于码型分割信道，每一个用户分配一个地址 码，这些地址码码型互不重叠，以区分每一个用 户。 码分复用技术就是用扩频通信中不同码型的 扩频码之间相关特性，分配给用户不同的扩频码。 CDMA特点：抗干扰能力强；隐蔽性好。
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第二章数据通信的交换方式
两个异地终端之间若要进行数据通信时，我们可以建立专用线路把两终端连接起来即可。
如果一个终端要与多个终端进行通信，终端间都照此办理，那末进出一个终端的线路将会太多。
如图2-1所示的六个终端间进行数据通信，就需要15条线路（全连方式）。
这样的结果，一是线路利用率太低。
因为终端之间通信的业务量总是不均匀的，一天内只有部分时间较忙，其余时间将会闲着不用；二是不经济，终端与终端都需线路直接连接，线路数量多，投资大。
图2-1 六个终端之间的连接（全连接方式）
图2-2 信息交换示意图
解决的办法是将各地的终端连至一个交换设备上，该交换设备能按用户的要求将需要进行数据通信的终端连接起来完成信息的交换任务，如图2-2所示。
在信息传输方面，由于数据通信网与电话通信网相比，有它自己的特点（实
时性要求不如电话通信网那样高），因而，在数据通信网中引入一些特殊的交
换方式。
目前，数据通信网中可采用的信息的交换方式有以下三类：
●分组交换方式(Packet Switching)
●电路交换方式( Circuit Switching)
●报文交换方式(Message Switching)
2.1 电路交换
电路交换方式能为任一个入网的数据通信用户提供一条临时的专用的物理信
道（又称电路），这条物理信道是由通路上各节点内部在空间(布线接续)或时
间上(时隙互换)完成信道接续而构成的，这为信源的DTE与信宿的DTE之间
建立一条信道。
在信息传输期间，该信道为一对DTE用户所占用，通信结束
才释放该信道。
实现电路交换的主要设备是具有电路交换功能的交换机，它由电路交换部分
和控制部分组成。
电路交换部分实现主、被叫用户的连接，构成数据传输信
道；控制部分的主要功能是根据主叫用户的选线信号控制交换网络完成接续。
具有电路交换功能的交换机可采用布线逻辑控制和存储程序控制两种方式完
成接续功能。
存储程序控制方式采用计算机技术，把完成控制功能的逻辑操
作，以“程序”的形式预先存储在存储装置的。
计算机的中央处理装置根据
储存的程序，执行加减、比较、转移、逻辑变换等基本运算来实现控制功能。
由于在这种方式中，规定控制功能是程序而不是硬件，所以，可以用改写程
序的方法来变更或扩充功能。
可以看出，这种方式具有很大的灵活性。
布线
逻辑控制方式是把开关接点和电子元器件等通过布线连接起来，完成要求的
逻辑动作。
采用这种方式，要变更功能必须变更布线，因而灵活性较差。
图2-3是存储程序控制交换机的构成示意图。
其中，固定存储器存放规定交换
机动作的程序和各种数据；随机存储器存储交换网络的忙闲状态、外部各装
置的动作状态、逻辑运算的中间结果等；扫描电路则监视用户线和中继线的
状态，并将其变化通知中央处理器；中央处理器根据固定存储器中的程序及
状态信息而动作，完成控制功能。
图2-3 存储程序控制交换机示意图
数据的电路交换过程与目前公用电话交换网的电话交换的过程是相类似的。
当用户要求发送数据时，向本交换局呼叫，在得到应答信号后，主叫用户发
送被叫用户号码或地址；本地交换局根据被叫用户号码确定被叫用户属于哪
一个局的管辖范围，并随之确定传输路由；如果被叫用户属于其它交换局，
则将有关号码经局间中继线传送给被叫用户所在局，并呼叫被叫用户，从而
在主、被叫用户间建立起一条固定的通信链路。
通信结束时，当其中一用户
表示通信完毕需要拆线时，则该链路上的各交换机将本次通信所占用的设备
和通信链路（电路）释放，以供后续的用户呼叫用。
2.2 报文交换
为了克服电路交换方式中电路利用率低等方面的缺点，人们发展了报文交换
方式，也称为信息交换方式。
在这种交换方式中，收、发用户之间不存在直
接的物理信道。
因此用户之间不需要先建立呼叫，也不存在拆线过程。
它是
将用户报文存储在交换机的存储器中(内存或外存)，当所需要输出的电路空闲
时，再将该报文发向接收交换机和用户终端。
因此，报文交换系统又称“存
储－转发”系统。
它的原理框图如图2-4所示。
图2-4 报文交换方式原理框图
报文交换方式虽然克服了电路交换的某些缺点，但也存在着一些问题，这主
要是：
●一般情况下要求报文交换机要有高速处理能力和大的存储器容量，因此
设备费用高；
●报文传输的延迟时间较长，不适用于立即交互型的通信方式。
报文交换常用于公众电报和电子信箱业务。
2.3 分组交换
随着计算机的广泛应用，对数据交换提出了更高的要求，这就是：
●能适应不同速率的数据交换，以满足不同用户的需要；
●接续速度尽量快；
●网络时延要小，能适应用户交互通信的要求；
●具有适应数据用户特性变化的能力，如多样化的数据终端和多样化的数
据业务。
前面介绍的电路交换和报文交换是不能满足上述要求的。
因为电路交换不利
于实现不同类型的、不同速率的数据终端设备之间的相互通信，而报文交换
信息传输时延又太大，不满足许多数据通信系统的交互性的要求。
而分组交
换技术较好地解决了这些矛盾。
2.3.1 分组交换原理
分组交换也称包交换，它是将用户传送的数据分成一定长度的包（分组）。
在
每个包（分组）的前面加一个分组头(标题)，其中的地址标志指明该分组发往
何处，然后由分组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。
进行分组交换的通信网称为分组交换网。
分组交换是用分组来传输和交换信息的。
每个分组最前面约有3－10个字节
（8比特组）作为填写接收地址和控制信息的分组头。
分组头后面是用户数据，
其长度一般是固定的。
当发送长报文时，需将该报文划分成多个分组。
分组
交换原理如图2-6所示。
图2-6 分组交换示意图
图2-7表示一份长报的分组过程，这里的报文被分成三个分组，每个分组中的
FCS表示用于分组差错控制的检验序列。
分组是交换处理和传送处理的对象。
接入分组交换网的用户终端设备有两类：一类是分组型终端，它能按照分组
格式收、发信息；一类是一般终端，它只能按照传统的报文格式收、发数据
信息。
由于在分组网内配备有分组装拆功能的分组装拆设备(PAD)，从而可使
不同类型的用户终端互通。
图2-7 分组的组合与分解
分组交换网的工作原理如图2-8所示。
图中假设有三个交换中心(又称为交换节点)，分设有分组交换机1、2、3；A、B、C、D为四个数据通信用户，A、D为一般终端，B、C为分组型终端。
A、B分别向C、D传送数据。
A的数据C经交换机1的PAD组装成二个分组C1和C2，然后经由分组交换机1、2之间的传输通路以及分组交换机1、3和3、2之间的传输通路分别将C1、C2数据传送到终端C。
由于C为分组型终端，C1、C2分组可由终端C直接接收。
B的分组数据3、2、1经由分组交换机3、2之间的传输通路传送到终端D。
D终端为一般终端，它不能直接接收分组数据，因而数据到交换机之后，要经分组装拆设备恢复成一般报文，然后再传送到终端D。
图2-8 分组交换网工作原理
由图2-8可以看出，在两个用户之间存在多个路由的情况下，一份报文的多个
分组可各在不同的路由上传输。
所以，分组交换网可以并行传输报文，而电
路交换网和报文交换网只能串行传输报文。
分组交换方式的分组长度短，具有统一的格式，因而便于交换机存储(可以只
用内存储器)和处理。
所以，与报文交换方式相比，其信息传输延迟时间大大
缩短。
2.3.2 分组交换网提供的业务
分组交换网能为用户提供可交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)两种基本业
务功能。
虚电路是指在数据交换前，根据全网运行情况选择当时最佳传输路
由，将传送数据的各段逻辑信道连接起来，组成一条完整的逻辑电路。
这条
逻辑电路只有在有数据传送时才被占用，因而叫虚电路。
SVC是两个数据终
端用户之间建立的临时逻辑连接，它是通过数据终端拨号建立，通信结束拆
除虚电路。
PVC是两个数据终端用户虚电路的永久连接，不需要拨号建立及
拆线释放电路的过程，用户可以随时使用该逻辑信道。
分组交换方式非常适合于具有中等数据量而且数据通信用户比较分散的场
合。