2017年職稱計(jì)算機(jī)輔導(dǎo)知識(shí)：數(shù)據(jù)交換技術(shù)

導(dǎo)語(yǔ)：在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，當(dāng)終端與計(jì)算機(jī)之間，或者計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間不是直通專線連接，而是要經(jīng)過(guò)通信網(wǎng)的接續(xù)過(guò)程來(lái)建立連接的時(shí)候，那么兩端系統(tǒng)之間的傳輸通路就是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)中若干節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接而成的所謂“交換線路”。

數(shù)據(jù)交換技術(shù)

(資料圖)

常用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有兩大類：電路交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換

電路交換

特點(diǎn)是由交換機(jī)負(fù)責(zé)在兩個(gè)通信站點(diǎn)之間建立一條物理的固定傳輸線路，直到通信完畢后再拆除，在通信期間始終由一對(duì)用戶固定占用。利用電路交換進(jìn)行通信包括電路建立、數(shù)據(jù)傳輸、電路拆除三個(gè)階段

優(yōu)點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于交互式會(huì)話通信

缺點(diǎn)：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，不具備差錯(cuò)控制能力，無(wú)法發(fā)現(xiàn)和糾正傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)差錯(cuò)

存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換

原理：把待傳送的信息在交換設(shè)備控制下，先在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)存儲(chǔ)起來(lái)，等到信道空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā)出去，提高了信道的利用率以及建立電路延遲小、可進(jìn)行差錯(cuò)控制等優(yōu)點(diǎn)。

分為報(bào)文交換和報(bào)文分組交換兩種方式

1、報(bào)文交換

報(bào)文交換以報(bào)文為單位發(fā)送信息，報(bào)文包括3部分內(nèi)容分別是報(bào)頭、報(bào)文正文和報(bào)尾，報(bào)頭由發(fā)信站地址、終點(diǎn)收信站地址及其他輔助信息組成

過(guò)程：發(fā)送方先把待發(fā)送的信息分為多個(gè)報(bào)文正文，在報(bào)文正文上附加收發(fā)站地址及其他控制信息，形成一份份完整的報(bào)文，然后以報(bào)文為單位在交換節(jié)點(diǎn)之間傳送。交換節(jié)點(diǎn)接收到報(bào)文并檢查無(wú)誤后，就暫存這個(gè)報(bào)文，等到信道空閑時(shí)，利用路由信息將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)出去，直到終節(jié)點(diǎn)。終節(jié)點(diǎn)將收到的各份報(bào)文按原來(lái)的順序進(jìn)行組合，最后將完整的信息交給接收計(jì)算機(jī)。中華考試網(wǎng)

特點(diǎn)

(1)源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在通信時(shí)不需要建立一條專用的通路

(2)與電路交換相比，報(bào)文交換沒(méi)有建立電路和拆除電路所需的等待和時(shí)延

(3)電路利用率高，節(jié)點(diǎn)間可根據(jù)電路情況選擇不同的速度傳輸，能高效地傳輸數(shù)據(jù)

(4)要求節(jié)點(diǎn)具備足夠的報(bào)文數(shù)據(jù)存放能力，一般節(jié)點(diǎn)由微機(jī)或小型機(jī)相當(dāng)

(5)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)中都要進(jìn)行差錯(cuò)控制，即檢錯(cuò)和糾錯(cuò)

缺點(diǎn)：由于采用了完整報(bào)文的存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)，使得在交換節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延較長(zhǎng)，從而增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t，不利于實(shí)現(xiàn)交互性通信。

2、報(bào)文分組交換

將報(bào)文分為若干組，每個(gè)分組的長(zhǎng)度有一個(gè)上限，并且每個(gè)分組除了傳送的`數(shù)據(jù)外，還帶有目的地址和發(fā)送地址等一些必要的控制信息，以組成報(bào)文分組頭部。報(bào)文分組又稱為包。報(bào)文分組交換是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)分為數(shù)據(jù)報(bào)交換和虛電路分組交換兩種

(1)數(shù)據(jù)報(bào)交換

同一報(bào)文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過(guò)通信子網(wǎng)

同一報(bào)文的不同分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)時(shí)可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)或丟失的現(xiàn)象，因此，在到達(dá)接收站之后還需對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行排序重組

每一個(gè)報(bào)文在傳輸過(guò)程中都必須有源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)地址

使用數(shù)據(jù)報(bào)方式時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長(zhǎng)報(bào)文和會(huì)話式通信。

(2)虛電路分組交換

虛電路是兩個(gè)用戶的終端設(shè)備在開(kāi)始互相發(fā)送的接收數(shù)據(jù)之前需要通過(guò)通信網(wǎng)建立邏輯上的路徑，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，所有的分組都沿著這條虛電路按順序傳送，虛電路方式是在交換節(jié)點(diǎn)之間建立路由，即在交換節(jié)點(diǎn)的路由表內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)表項(xiàng)，當(dāng)交換節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)分組后，它會(huì)檢查路由表，按照匹配項(xiàng)的出口發(fā)送分組。

特點(diǎn)：

虛電路就是兩個(gè)用戶的終端設(shè)備在開(kāi)始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前需要通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接，所有分組都必須沿著事先建立的虛電路傳輸，用戶不需要在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)清除連接

虛電路分組交換方式具有分組交換與線路交換兩種方式的優(yōu)點(diǎn)

虛電路分組交換方式也包括虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸、虛電路拆除三個(gè)階段

報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息，只需要攜帶虛電路標(biāo)識(shí)號(hào)。

報(bào)文分組通過(guò)每個(gè)虛電路上的節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)只需要做差錯(cuò)控制，而不需要做路徑選擇

通信子網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以和任何節(jié)點(diǎn)建立多條虛電路連接

三種交換的區(qū)別

電路交換傳輸速率較快，報(bào)文交換和分組交換不需要預(yù)先分配傳輸帶寬，在傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)可提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道利用率。分組交換比報(bào)文交換的時(shí)延小，節(jié)點(diǎn)交換機(jī)能對(duì)每個(gè)分組進(jìn)行差錯(cuò)控制，傳輸?shù)目煽啃暂^高。