数据交换技术详解课件

2.6数据交换技术2.6数据交换技术HBHANCNDNGNFNBNANE2.6.1线路交换:CircuitSwitchingHBHANCNDNGNFNBNANE2.6.1线路交换线路交换三步骤线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

数据单元报文或分组

通信子网通信控制处理器:CCP接收差错检测存储路由选择传输2.6.2存储转发交换方式:Store-and–forwardexchanging待传输数据源主机地址目的主机地址

控制信息数据单元报文通信子网通信控制处理器:C

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

可使用优先级存储转发的优点：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

存储转发分类：报文号目的地址源地址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HAHBNCNDNGNFNBNANEP1

P2

P1ACKP1P1P1ACKACKP2P2P22.6.3数据报方式:Datagram,DC分组交换：

数据报方式虚电路方式HAHBNCNDNGNFNBNANEP1P2P1ACK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数据报的HAHBNCNDNGNFNBNANEP1C2P4P3D1P2ACK虚电路连接

数据传输虚电路释放2.6.4虚电路方式:VirtualCircuit,VCHAHBNCNDNGNFNBNANEP1C2P4P3D1P2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2、虚电路特点在传输分组前建立逻辑连接：虚电路连接2、虚电路特点2.7、

差错控制2.7、差错控制

1、传输差错定义：接收数据和发送数据不一致的现象2.7.1、传输差错主机信道目的主机数据数据+噪声噪声1、传输差错定义：接收数据和发送数据不一致的现象噪声热噪声: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+突发差错噪声热噪声:随机噪声随机差错脉冲噪声: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3、误码率二进制码元在数据传输过程中被传错的概率3、误码率

（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（1）误码率是衡量系统正常工作状态下传输可靠性的参数2.7.2.差错控制策略纠错码方案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复杂，需要大量的成本和时间，不适用于日常通信检错码方案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容易，高效，广泛使用，通过重发来纠正传输差错奇偶检验循环冗余编码差错控制：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。2.7.2.差错控制策略纠错码方案为每个分组添加足够的冗1、奇偶检验：

在传输前，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1、奇偶检验：奇检验:取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是奇数

11001100011

11001100011SR校验位校验位11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偶检验:取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是偶数

11001100011

11001100011

SR校验位校验位00偶检验:取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是偶数SR校

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方法简单，检错能力差，不能检测出两个位或偶数位发生错2.7.3差错控制机制------反馈重发

AutomaticRequestforRepeat，ARQ源主机校验编码器存储发送器反馈控制器目的主机校验译码器接收器

SR反馈控制器信道2.7.3差错控制机制------反馈重发

停止等待方式连续工作方式拉回方式选择重发方式ARQ停止等待方式连续工作方式拉回方式选择重发方式ARQ

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

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特点：发送方在发送完一个数据帧后，要等待接收方的应

连续工作方式持续发送分组，不需要停止等待ACKBPttAACK连续工作方式持续发送分组，不需要停止等待ACKBP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

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

需要计时器拉回方式发送方可以连续向接收方发送数据帧，接选择重发基本思想：

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的数据帧选择重发基本思想：2.6数据交换技术2.6数据交换技术HBHANCNDNGNFNBNANE2.6.1线路交换:CircuitSwitchingHBHANCNDNGNFNBNANE2.6.1线路交换线路交换三步骤线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

数据单元报文或分组

通信子网通信控制处理器:CCP接收差错检测存储路由选择传输2.6.2存储转发交换方式:Store-and–forwardexchanging待传输数据源主机地址目的主机地址

控制信息数据单元报文通信子网通信控制处理器:C

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

可使用优先级存储转发的优点：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

存储转发分类：报文号目的地址源地址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HAHBNCNDNGNFNBNANEP1

P2

P1ACKP1P1P1ACKACKP2P2P22.6.3数据报方式:Datagram,DC分组交换：

数据报方式虚电路方式HAHBNCNDNGNFNBNANEP1P2P1ACK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数据报的HAHBNCNDNGNFNBNANEP1C2P4P3D1P2ACK虚电路连接

数据传输虚电路释放2.6.4虚电路方式:VirtualCircuit,VCHAHBNCNDNGNFNBNANEP1C2P4P3D1P2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2、虚电路特点在传输分组前建立逻辑连接：虚电路连接2、虚电路特点2.7、

差错控制2.7、差错控制

1、传输差错定义：接收数据和发送数据不一致的现象2.7.1、传输差错主机信道目的主机数据数据+噪声噪声1、传输差错定义：接收数据和发送数据不一致的现象噪声热噪声: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+突发差错噪声热噪声:随机噪声随机差错脉冲噪声: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3、误码率二进制码元在数据传输过程中被传错的概率3、误码率

（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（1）误码率是衡量系统正常工作状态下传输可靠性的参数2.7.2.差错控制策略纠错码方案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复杂，需要大量的成本和时间，不适用于日常通信检错码方案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容易，高效，广泛使用，通过重发来纠正传输差错奇偶检验循环冗余编码差错控制：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。2.7.2.差错控制策略纠错码方案为每个分组添加足够的冗1、奇偶检验：

在传输前，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1、奇偶检验：奇检验:取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是奇数

11001100011

11001100011SR校验位校验位11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偶检验:取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是偶数

11001100011

11001100011

SR校验位校验位00偶检验:取奇偶位为0或1使1的总数（包括奇偶位）是偶数SR校

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方法简单，检错能力差，不能检测出两个位或偶数位发生错2.7.3差错控制机制------反馈重发