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）

報文（messageexchanging）報文分組交換（packetexchanging）

22.6.1電路交換方式電路交換是面向連接的服務(wù)；兩臺計算機通過通信子網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換之前，首先要在通信子網(wǎng)中建立一個實際的物理線路連接；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階段；電路交換方式的優(yōu)點是：通信實時性強，適用于交互式會話類通信；電路交換方式的缺點是：對突發(fā)性通信不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低，系統(tǒng)不具有存儲數(shù)據(jù)的能力，不能平滑通信量。3電路交換過程示意圖4存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式存儲轉(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數(shù)據(jù)單元（報文或報文分組）進入通信子網(wǎng)；通信子網(wǎng)中的結(jié)點是通信控制處理機，它負責完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯校驗、存儲、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。

5存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點由于通信子網(wǎng)中的通信控制處理機可以存儲分組，多個分組可以共享通信信道，線路利用率高；通信子網(wǎng)中通信控制處理機具有路由選擇功能，可以動態(tài)選擇報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)中的每個通信控制處理機時，均要進行差錯檢查與糾錯處理，因此可以減少傳輸錯誤，提高系統(tǒng)可靠性；通過通信控制處理機可以對不同通信速率的線路進行轉(zhuǎn)換，也可以對不同的數(shù)據(jù)代碼格式進行變換。

62.6.2報文交換與分組交換數(shù)據(jù)通過通信子網(wǎng)傳輸時可以有報文（message）與分組（packet）兩種方式；報文傳輸：不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長度是多少，都把它當作一個邏輯單元發(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)點就將它分成多個報文分組發(fā)送。7報文和報文分組結(jié)構(gòu)

由于分組長度較短，在傳輸出錯時，檢錯容易并且重發(fā)花費的時間較少；限定分組最大數(shù)據(jù)長度，有利于提高存儲轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點的存儲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)報文交換圖2-31電路交換和報文交換92.6.3分組交換

1.虛電路分組交換原理與特點

虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報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，以達到最佳的數(shù)據(jù)交換效果;數(shù)據(jù)報方式在分組發(fā)送之前，發(fā)送方與接收方之間不需要預先建立連接。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，整個通信過程分為以下三個階段：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。這是因為不需要真正去建立一條物理鏈路，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，因此報文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息。分組到達目的結(jié)點時不會出現(xiàn)丟失、重復與亂序的現(xiàn)象；分組通過虛電路上的每個結(jié)點時，結(jié)點只需要做差錯檢測，而不需要做路徑選擇；通信子網(wǎng)中每個結(jié)點可以和任何結(jié)點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建立起的邏輯連接，稱為“虛電路”是因為這種電路不是專用的。每個結(jié)點到其它結(jié)點間可能有無數(shù)條虛電路存在；一個結(jié)點可以同時與多個結(jié)點之間具有虛電路；每條虛電路支持特定的兩個結(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸。

132.數(shù)據(jù)報分組交換原理與特點

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

15數(shù)據(jù)報工作方式的特點同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)；同一報文的不同分組到達目的結(jié)點時可能出現(xiàn)亂序、重復與丟失現(xiàn)象；每一個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)報方式報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文、會話式通信。

16(a)虛電路交換(b)數(shù)據(jù)報交換圖2-32報文分組交換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)過三個階段建立連接、數(shù)據(jù)傳輸、釋放連接存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換（store-and-forwardexchanging）報文交換（messageexchanging）報文分組交換（packetexchanging）數(shù)據(jù)報方式分組傳送之前，不需要預先在源主機與目的主機之間建立“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。其中最主要的是以下兩個方面：

速率標準不統(tǒng)一。北美和日本是T1：1.544Mbps（24個話路）歐洲是E1：2.048Mbps（30個話路）如果不對高次群的數(shù)字傳輸速率進行標準化，國際范圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實現(xiàn)。

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

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)

的標準，同步光纖網(wǎng)的各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘，并且以51.84Mb/s為基礎(chǔ)定義了同步傳輸?shù)木€路速率等級。第1級同步傳送信號STS-1(SynchronousTransportSignal)的傳輸速率是51.84Mb/s（使用的幀稱為STS-1幀）。更高的等級是用N個STS-1幀組成STS-N幀。與第1級同步傳輸信號對應(yīng)的光信號則稱為第1級光載波OC-1，OC表示OpticalCarrier。20

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

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

STM-1，相當于SONET體系中的OC-3速率。更高的等級是用N個STM-1組成STM-N。21常用SONET/SDH數(shù)據(jù)傳輸率SONET信號比特率(Mbps)SDH信號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速率標準是以STS-1速率51.840Mbps為基礎(chǔ)的，而SDH速率標準是