数据通信与计算机网：第章数据交换

数据通信与计算机网：第X章数据交换CATALOGUE目录数据交换基本概念电路交换分组交换ATM交换IP交换光交换数据交换基本概念01数据交换是一种将任意形式的数据从一个设备或系统传输到另一个设备或系统的过程。数据交换可以分为模拟数据交换和数字数据交换，其中数字数据交换是目前的主流形式。数据交换的定义与分类数据交换网络是用于连接不同设备或系统的数据通信网络。数据交换网络可以采用星型网络、树型网络、环型网络、网状网络等多种拓扑结构，其中网状网络是目前的主流形式。数据交换网络数据交换技术是实现数据交换所采用的技术手段，包括电路交换、报文交换、分组交换等。报文交换是一种存储-转发交换方式，适用于传输报文较短的通信。分组交换是一种存储-转发交换方式，适用于传输报文较长的通信，是目前的主流形式。电路交换是一种直接的交换方式，适用于长报文传输。数据交换技术电路交换021电路交换的基本原理23电路交换的基本原理是通话双方在通信过程中始终占用通信资源，通信资源包括传输通道、调制解调器等。在通话的整个过程中，即使双方没有数据传输，也要占用通信资源，直到通话结束。电路交换的电路建立过程较为简单，但资源利用率较低。电路交换的特点电路交换的通话质量较高，因为通信过程中不会发生数据丢失或干扰。电路交换的实时性较强，因为通信电路一旦建立，就会一直保持连接状态，直到通话结束。电路交换的通信成本较高，因为通信电路建立后，即使双方没有数据传输，也要占用通信资源。电路交换的通信速度较快，因为通信电路一经建立，双方即可进行数据传输。电路交换的协议电路交换的协议包括传输控制协议、数据链路控制协议、信令协议等。信令协议负责控制电路交换过程中的信令传递，包括电路的建立、维持和释放等操作。传输控制协议负责控制数据的传输，包括数据的打包、传输、确认等。数据链路控制协议负责控制数据链路的建立、维持和释放，以确保数据的可靠传输。分组交换031分组交换的基本原理23分组交换网络由许多节点组成，每个节点负责将输入的数据分组，然后以最佳路径发送到目标节点。节点分组交换采用动态路由，即每个节点根据最佳路径算法动态选择发送路径，以确保数据能够快速、可靠地到达目标节点。动态路由分组交换采用逐段转发的方式，每个节点只负责将分组发送到下一个节点，直到到达目标节点。逐段转发分组交换的特点由于分组交换采用动态路由和逐段转发方式，因此能够充分利用网络资源，提高传输效率。高效可靠灵活实时分组交换采用差错控制和流量控制机制，能够保证数据传输的可靠性和稳定性。分组交换支持多种协议和应用程序，可以灵活地与其他网络技术集成。分组交换支持实时通信，可以满足音频、视频等多媒体传输的需求。TCP/IP协议TCP/IP是一种常见的分组交换协议，被广泛应用于因特网和局域网中。它由传输控制协议（TCP）和网络协议（IP）组成，能够提供端到端的通信服务。分组交换的协议X.25协议X.25是一种较早的分组交换协议，被广泛应用于公共数据网上。它提供了一个面向连接的通信服务，能够确保数据的可靠传输。ATM协议ATM是一种快速的分组交换协议，被广泛应用于宽带综合业务数字网（B-ISDN）中。它采用固定长度的信元进行交换，能够提供高速、实时的通信服务。ATM交换04ATM交换基于分组交换01ATM采用分组交换原理，将数据分割成固定长度的信元，以信元为单位进行传输。ATM交换的基本原理ATM交换网络的构成02ATM交换网络由ATM交换机和ATM信道组成，ATM交换机负责信元的转发和交换，ATM信道用于传输信元。ATM信元的结构03ATM信元由5个字段组成，包括信元头和信元体。信元头包含信元的控制信息，如虚拟路径标识符、虚拟通道标识符等，信元体包含用户数据。ATM交换的特点ATM采用固定长度的信元传输，可以高速传输数据，提高网络效率。高速传输ATM支持多种业务类型和服务质量等级，可以满足不同用户的需要。多服务支持ATM采用面向连接的通信方式，可以建立可靠的通信连接。面向连接ATM采用信元交换技术，可以动态分配网络资源，提高网络利用率。信元交换AAL协议ATM适配层（AAL）协议用于将不同类型的数据适配成ATM信元。AAL协议分为AAL1和AAL5两种类型，分别适配面向连接和无连接的数据传输。VP/VC标识符在ATM信元头中，使用虚拟路径标识符（VPI）和虚拟通道标识符（VCI）来标识通信路径上的端点，实现信元的路由和交换。流量控制ATM采用流量控制机制，通过信元头中的优先级指示和资源预约参数来控制数据流的传输速率，避免网络拥塞。ATM交换的协议IP交换0501IP交换是一种基于互联网协议(IP)的数据交换技术，其基本原理是将数据包首先发送到一个中间节点(路由器或交换机)，然后由该节点根据数据包的目的地址和路由表信息将其转发到下一个节点，直至到达目的地址。IP交换的基本原理02IP交换的核心思想是将数据包在路由器或交换机中进行存储转发，以便在数据传输过程中实现多路复用和流量控制。03IP交换无需事先建立连接，能够处理错误和故障，并可根据网络状况动态选择最佳路径。IP交换具有灵活性和可扩展性，能够支持各种不同类型和规模的数据传输，从个人计算机到大型企业网络。IP交换支持动态路由选择，能够根据网络状况自动选择最佳路径，从而提高了网络的可靠性和性能。IP交换能够在不改变网络硬件和协议栈的情况下，通过软件进行升级和优化，以满足不断变化的业务需求。IP交换能够处理错误和故障，并提供数据包的分段和重组功能，以便在不同网络环境下实现高效传输。IP交换的特点IP交换采用虚拟电路技术，可以在网络中建立临时连接，以便在数据传输过程中实现多路复用和流量控制。IP交换的关键技术IP交换使用路由协议和动态路由选择算法，以便在路由器或交换机中动态更新路由表信息，并选择最佳路径。IP交换采用分片技术，可以将大型数据包分割成更小的数据片，以便在网络中传输和重组。IP交换采用服务质量(QoS)技术，可以对数据包进行优先级控制和流量整形，以便在网络中实现不同业务类型的差异化服务。光交换061光交换的基本原理23光交换的基本原理是利用光波作为传输介质，通过交换光波的传输路径来实现数据交换。光交换网络由多个光节点组成，每个光节点之间通过光波长进行通信。光交换的基本原理包括波长转换、波长分复用、光缓存和光逻辑等。光交换的特点光交换具有高速、高带宽、低延迟等优点。光交换的构建和维护成本较高，需要专业的技术人员和管理人员。光交换可以实现透明传输，支持多种协议和格式。光交换的可靠性和稳定性较高，具有较强的抗干扰能力。光交换的关键技术实现不同波长之间的转换，以便在