NET05第2章：數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)b

圖2-30數(shù)據(jù)交換示意圖2.6數(shù)據(jù)交換技術(shù)1廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)電路交換（circuitexchanging）

報(bào)文（messageexchanging）報(bào)文分組交換（packetexchanging）

22.6.1電路交換方式電路交換是面向連接的服務(wù)；兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前，首先要在通信子網(wǎng)中建立一個(gè)實(shí)際的物理線路連接；電路交換在數(shù)據(jù)傳輸過程中要經(jīng)過建立連接、數(shù)據(jù)傳輸與釋放連接的三個(gè)階段；電路交換方式的優(yōu)點(diǎn)是：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于交互式會(huì)話類通信；電路交換方式的缺點(diǎn)是：對(duì)突發(fā)性通信不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低，系統(tǒng)不具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，不能平滑通信量。3電路交換過程示意圖4存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式與電路交換方式的主要區(qū)別：發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息按照一定格式組成一個(gè)數(shù)據(jù)單元（報(bào)文或報(bào)文分組）進(jìn)入通信子網(wǎng)；通信子網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)是通信控制處理機(jī)，它負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯(cuò)校驗(yàn)、存儲(chǔ)、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。

5存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)由于通信子網(wǎng)中的通信控制處理機(jī)可以存儲(chǔ)分組，多個(gè)分組可以共享通信信道，線路利用率高；通信子網(wǎng)中通信控制處理機(jī)具有路由選擇功能，可以動(dòng)態(tài)選擇報(bào)文分組通過通信子網(wǎng)的最佳路徑；分組在通過通信子網(wǎng)中的每個(gè)通信控制處理機(jī)時(shí)，均要進(jìn)行差錯(cuò)檢查與糾錯(cuò)處理，因此可以減少傳輸錯(cuò)誤，提高系統(tǒng)可靠性；通過通信控制處理機(jī)可以對(duì)不同通信速率的線路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也可以對(duì)不同的數(shù)據(jù)代碼格式進(jìn)行變換。

62.6.2報(bào)文交換與分組交換數(shù)據(jù)通過通信子網(wǎng)傳輸時(shí)可以有報(bào)文（message）與分組（packet）兩種方式；報(bào)文傳輸：不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長度是多少，都把它當(dāng)作一個(gè)邏輯單元發(fā)送；分組傳輸：限制一次傳輸數(shù)據(jù)的最大長度，如果傳輸數(shù)據(jù)超過規(guī)定的最大長度，發(fā)送結(jié)點(diǎn)就將它分成多個(gè)報(bào)文分組發(fā)送。7報(bào)文和報(bào)文分組結(jié)構(gòu)

由于分組長度較短，在傳輸出錯(cuò)時(shí)，檢錯(cuò)容易并且重發(fā)花費(fèi)的時(shí)間較少；限定分組最大數(shù)據(jù)長度，有利于提高存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)空間利用率與傳輸效率；公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用的是分組交換技術(shù)。8(a)電路交換(b)報(bào)文交換圖2-31電路交換和報(bào)文交換92.6.3分組交換

1.虛電路分組交換原理與特點(diǎn)

虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報(bào)方式與線路交換方式結(jié)合起來，處分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)交換效果;數(shù)據(jù)報(bào)方式在分組發(fā)送之前，發(fā)送方與接收方之間不需要預(yù)先建立連接。虛電路方式在分組發(fā)送之前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連接的虛電路;虛電路方式與線路交換方式相同，整個(gè)通信過程分為以下三個(gè)階段：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸與虛電路釋放階段。

10虛電路方式原理示意圖11虛電路的特點(diǎn)在每次分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接收方之間建立一條邏輯連接。這是因?yàn)椴恍枰嬲ソ⒁粭l物理鏈路，連接發(fā)送方與接收方的物理鏈路已經(jīng)存在；一次通信的所有分組都通過這條虛電路順序傳送，因此報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息。分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)與亂序的現(xiàn)象；分組通過虛電路上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，結(jié)點(diǎn)只需要做差錯(cuò)檢測，而不需要做路徑選擇；通信子網(wǎng)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以和任何結(jié)點(diǎn)建立多條虛電路連接。12虛電路方式與電路交換方式的不同之處虛電路是在傳輸分組時(shí)建立起的邏輯連接，稱為“虛電路”是因?yàn)檫@種電路不是專用的。每個(gè)結(jié)點(diǎn)到其它結(jié)點(diǎn)間可能有無數(shù)條虛電路存在；一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以同時(shí)與多個(gè)結(jié)點(diǎn)之間具有虛電路；每條虛電路支持特定的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

132.數(shù)據(jù)報(bào)分組交換原理與特點(diǎn)

數(shù)據(jù)報(bào)是分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間不需要預(yù)先在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立“線路連接”；源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都可以獨(dú)立地選擇一條傳輸路徑；每個(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是通過不同的傳輸路徑到達(dá)目的主機(jī)。14數(shù)據(jù)報(bào)方式的工作原理示意圖

15數(shù)據(jù)報(bào)工作方式的特點(diǎn)同一報(bào)文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)；同一報(bào)文的不同分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)與丟失現(xiàn)象；每一個(gè)分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源地址；數(shù)據(jù)報(bào)方式報(bào)文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報(bào)文、會(huì)話式通信。

16(a)虛電路交換(b)數(shù)據(jù)報(bào)交換圖2-32報(bào)文分組交換172.6.4各種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較廣域網(wǎng)分組交換技術(shù)電路交換（circuitexchanging）線路交換在數(shù)據(jù)傳輸過程中要經(jīng)過三個(gè)階段建立連接、數(shù)據(jù)傳輸、釋放連接存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換（store-and-forwardexchanging）報(bào)文交換（messageexchanging）報(bào)文分組交換（packetexchanging）數(shù)據(jù)報(bào)方式分組傳送之前，不需要預(yù)先在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立“線路連接”

虛電路方式（分組交換與線路交換的結(jié)合）分組發(fā)送之前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連接的虛電路;分三個(gè)階段：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸、虛電路釋放182.7同步光纖網(wǎng)SONET和

同步數(shù)字系列SDH舊的數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在著許多缺點(diǎn)。其中最主要的是以下兩個(gè)方面：

速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。北美和日本是T1：1.544Mbps（24個(gè)話路）歐洲是E1：2.048Mbps（30個(gè)話路）如果不對(duì)高次群的數(shù)字傳輸速率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，國際范圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實(shí)現(xiàn)。

不是同步傳輸。在過去相當(dāng)長的時(shí)間，為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)，各國的數(shù)字網(wǎng)主要是采用準(zhǔn)同步方式。

19同步光纖網(wǎng)SONET美國1988年提出了名為同步光纖網(wǎng)SONET

(SynchronousOpticalNetwork)

的標(biāo)準(zhǔn)，同步光纖網(wǎng)的各級(jí)時(shí)鐘都來自一個(gè)非常精確的主時(shí)鐘，并且以51.84Mb/s為基礎(chǔ)定義了同步傳輸?shù)木€路速率等級(jí)。第1級(jí)同步傳送信號(hào)STS-1(SynchronousTransportSignal)的傳輸速率是51.84Mb/s（使用的幀稱為STS-1幀）。更高的等級(jí)是用N個(gè)STS-1幀組成STS-N幀。與第1級(jí)同步傳輸信號(hào)對(duì)應(yīng)的光信號(hào)則稱為第1級(jí)光載波OC-1，OC表示OpticalCarrier。20

同步數(shù)字系列SDHITU-T（國際電信聯(lián)盟的電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）以美國標(biāo)準(zhǔn)SONET為基礎(chǔ)，制訂出國際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列SDH

(SynchronousDigitalHierarchy)。一般可認(rèn)為SDH與SONET是同義詞。SDH的基本速率為155.52Mb/s，稱為第1級(jí)同步傳遞模塊(SynchronousTransferModule)，即

STM-1，相當(dāng)于SONET體系中的OC-3速率。更高的等級(jí)是用N個(gè)STM-1組成STM-N。21常用SONET/SDH數(shù)據(jù)傳輸率SONET信號(hào)比特率(Mbps)SDH信號(hào)表示線路速率的常用近似值STS–1/OC–151.840STM–0STS–3/OC–3155.520STM–1155MbpsSTS–12/OC–12622.080STM–4622MbpsSTS–48/OC–482,488.320STM–162.5GbpsSTS–192/OC–1929,953.280STM–6410GbpsSTS-768/OC-76839,813,120STM–25640Gbps22其它說明SONET速率標(biāo)準(zhǔn)是以STS-1速率51.840Mbps為基礎(chǔ)的，而SDH速率標(biāo)準(zhǔn)是