中职教材数据交换技术

计算机网络技术§2.3数据交换技术目录电路交换1存储—

转发交换2快速分组交换3

数据交换技术定义：在任意拓扑的数据通信网络中，通过网络节点的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间数据通路接续的技术。2.3.1电路交换

回顾一下电路交换的特点两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。

更多的电话机互相连通5部电话机两两相连，需10对电线。

更多的电话机互相连通N部电话机两两相连，需N(N–1)/2对电线。当电话机的数量很大时，这种连接方法需要的电线对的数量与电话机数的平方成正比。使用交换机当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。

…

交换机“交换”的含义在这里，“交换”(switching)的含义是：转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

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电路交换举例A和B通话经过四个交换机通话在A到B的连接上进行((((交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA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((((交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA电路交换传送计算机数据效率低计算机数据具有突发性。这导致通信线路的利用率很低。2.3.2存储—

转发交换

2.3.2.1报文交换

2.3.2.2分组交换2.3.2.1报文交换在20世纪40年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(messageswitching)。报文交换即存储转发交换。报文则指具有完整消息含义的数据单元，交换单元。报头中至少要包含的信息：①报文的起始标志②数据的开始标志③数据源节点地址④数据目的节点地址及路由信息⑤

控制信息⑥报文编号报文交换特点1、线路利用率高。2、接收者和发送者无需同时工作，当接收者处于繁忙时,网络节点可以先将报文暂时存储起来。3、当流量加大时，在线路交换网络中可能导致一些呼叫被阻塞；而在报文交换网络中报文仍然可以接收，但延时会增加。4、报文交换系统可同时向多个目的站发送同一报文。这种功能在线路交换方式中是难以实现的。报文交换特点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。2.3.2.2分组交换交换机理相同于报文交换，差别在于交换数据单元长度不同。交换单元：分组。把报文（一段）分成若干分组，在每个分组前加分组标头进行传输。两种方式：数据报：独立处理的每个分组称为“数据报”。虚电路：建立的一条逻辑连接。报文分组交换的原理在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

1101000110101010110101011100010011010010假定这个报文较长不便于传输数据数据数据报文分组交换的原理每一个数据段前面添加上首部构成分组。首部首部首部分组

1分组

2分组

3请注意：现在左边是“前面”分组交换的原理分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。数据首部分组

1数据首部分组

2数据首部分组

3分组首部的重要性每一个分组的首部都含有地址等控制信息。分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。分组交换的原理接收端收到分组后剥去首部还原成报文。数据首部分组

1数据首部分组

2数据首部分组

3收到的数据数据数据数据分组交换的原理最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。报文1101000110101010110101011100010011010010

虚电路分组交换虚呼叫：为建立虚线路的呼叫过程称为虚呼叫。虚拟线路（虚线路、虚通路）：通过虚呼叫建立起来的逻辑通路称为虚拟线路。虚通路：通过节点间的路由表映射功能建立起来的一条“虚”通路。虚电路分组交换虚线路传输“分组”交换方式主要特点：要求一对通信实体间联结传输的所有分组都必须沿预先的虚线路传输。每个节点无须为每个分组进行路由选择。每个连接只须进行一次路由选择。分组交换网的示意图H1A分组交换网BDECH5H6H4H2H3H1向H5

发送分组H2向H6

发送分组注意分组路径的变化！结点交换机主机分组的存储转发过程H1A分组交换网BDECH5H6H4H2H3H1

向

H5

发送分组结点交换机主机在结点交换机

A

暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机

C

暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机

E

暂存查找转发表找到转发的端口最后到达目的主机

H5三种交换方式特点线路交换：在数据传送开始之前必须建立一条完整的通路；在线路释放之前，该通路将被一对用户完全占用;适于猝发式的通信，线路利用率不高。报文交换：报文从源站传送到目的地采用存储转发方式；在传送报文时，同时只占用一段通道；在交换节点中需要缓冲存储，报文需要排队，时间延迟取决于中继交换局的数目；不适用于实时通信的要求。三种交换方式特点分组交换：报文从源站被分成分组进行传输，并规定了最大分组长度；在数据报方式中，目的站需要重新组装报文；可根据通信网的现状选择最佳路由，提高了通信效率和可靠性；分组交换技术是网络中使用最广泛的一种交换技术。计算机网络技术§2.3数据交换技术温故：1.常见的交换技术有几种？分别是什么？2.数据传输与数据交换有何不同？知新：1.什么是信元交换？什么是信元？2.信元交换有何特点？3.信元交换模型由几层构成？分别是什么？4.信元交换的工作过程怎样？三种交换的比较

P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报文报文报文ABCDABCDABCD报文交换电路交换分组交换t连接建立数据传送报文P2P1连接释放

信元交换技术是指异步传输模式（ATM，AsynchronousTransferMode

），它是一种面向连接的交换技术，它将信息流分割成固定长度的信息交换单元（信元），语音、视频和数据都可由信元的信息域传输。

信元语音数据图象一、什么是信元交换技术？什么是信元？2.3.4信元元交换技术ATM信元5字节信元头48字节有效载荷53字节二、信元交换的特点1、高速2、高效3、技术复杂ATM端点AAL层IP层物理层ATM层AAL层IP层物理层ATM层ATM网络ATM网络交换机交换机ATM层物理层物理层物理层ATM层物理层ATM端点ATM

适配层(AAL)ATM层物理层1、单元（包packet和信元cell）转换2、在始发点分段，在目标点重组三、ATM参考模型1、建立连接2、传送信元1、控制数据位在物理介质上的发送和接收；2、边界跟踪。四、信元交换的工作过程ATM端点AAL层IP层物理层ATM层AAL层IP层物理层ATM层ATM网络ATM网络交换机交换机ATM层物理层物理层物理层ATM层物理层ATM端点目的地址源地址数据帧校验有效载荷信元头包信元有效载荷信元头有效载荷信元头有效载荷信元头信元头的加入和去除试一试11、计算机网络中常见的交换技术有几种？分别是什么？2、下列交换方式中()的传输延迟最小。

A.报文交换B.分组交换C.电路交换D.数据报分组交换3、下列交换方式中()的传输效率最高。

A.报文交换B.分组交换C.电路交换D.数据报分组交换4、报文交换和分组交换均采用

交换方式。试一试