第2章数据通信PPT讲稿.ppt

第2章 数据通信第1页，共65页，编辑于2022年，星期一2本讲主要内容n2.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念n2.2 2.2 数据编码技术数据编码技术 n2.3 2.3 数据传输方式数据传输方式n2.4 2.4 信道复用技术信道复用技术n2.5 2.5 数据交换技术数据交换技术第2页，共65页，编辑于2022年，星期一32.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念n数据：信息的载体数据：信息的载体n模拟数据（模拟数据（analog dataanalog data）和数字数据（）和数字数据（digital datadigital data）之分）之分 n信号：数据传输的载体信号：数据传输的载体n数据是通过信号（数据是通过信号（signalsignal）进行传输的，信号是数据传输的载体，是数据的物）进行传输的，信号是数据传输的载体，是数据的物理表现形式。理表现形式。分模拟信号和数字信号分模拟信号和数字信号n信道：信道：n信道（信道（channelchannel）是指以传输介质为基础的信号传输的通道。信道可分为物理）是指以传输介质为基础的信号传输的通道。信道可分为物理信道和逻辑信道。信道和逻辑信道。一、数据、信号和信道一、数据、信号和信道第3页，共65页，编辑于2022年，星期一42.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念n信道分类：模拟信道、数字信道；公用信道、专有信道；有线信道、无线信道；n模拟信道:使用模拟信号传输数据；数字信道：使用数字信号传送数据；n模拟数据用模拟信号表示，在模拟信道上传输；数字数据用数字信号表示，在数字信道上传输。n电话系统：传统的为模拟方式 后来，电话主干网改造为数字干线，先将模拟语音信号转换为数字数据，然后再数字干线上传播。一、数据、信号和信道一、数据、信号和信道第4页，共65页，编辑于2022年，星期一52.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念二、数据通信的模型二、数据通信的模型 接收端接收端 发送端发送端 信信 源源变换器变换器信信 道道(传输传输介质介质)信信 宿宿反变换反变换器器噪声源噪声源三部分：信源、传输介质、信宿三部分：信源、传输介质、信宿变换器：将原始信号转换成适合信道传输的信号反变换器：将从信道上接受的信号还原为原始信号第5页，共65页，编辑于2022年，星期一62.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念二、数据通信的模型二、数据通信的模型n 1 1、数据通信的特点数据通信的特点n数据通信对数据传输的可靠性要求很高。n数据通信的数据传输速率要求较高，且接续和传输的响应较快。n模拟通信需有放大器，数字通信需有中继器 n2 2、数据通信的过程：数据从信源经过传输介质到达数据通信的过程：数据从信源经过传输介质到达信宿的过程。信宿的过程。n第一阶段：建立通信线路；n第二阶段：建立数据传输链路；n第三阶段：信源传送数据及相关的控制信息；第6页，共65页，编辑于2022年，星期一72.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念n第四阶段：信源与信宿确认通信结束。n第五阶段：通知网络设备通信过程结束。n3 3、数据通信系统的模型、数据通信系统的模型 数据数据输入输入输出输出设备设备传输传输控制控制器器通信通信控制控制器器计算计算机系机系统统数据数据电路电路终端终端设备设备通信通信信道信道数据数据电路电路终端终端设备设备数据电路数据电路 数据链路数据链路 DTE DTE DCE DCE 第7页，共65页，编辑于2022年，星期一82.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念nDTE由计算机系统或终端设备加上通信/传输控制器组成，既是信源也是信宿。功能：完成数据输入输出、处理、存储及通信控制。n DCE数据通信设备，位于数据电路的两端。功能：在给定的信道特性和质量的基础上实现正确的数据传输，实现收发之间的同步。n数据电路=DCE+通信通道 通信信道为模拟信道：DCE实现模拟信号和数字信号之间的转变；如为通信信道：实现信号码型和电平的转换。n数据链路：加了通信传输控制器的数据电路，既包含硬件，又包含软件。第8页，共65页，编辑于2022年，星期一92.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念n4 4、数据通信系统的主要性能指标、数据通信系统的主要性能指标 n码元，承载信息量的基本信号单位，每个码元信号可以运载几个比特，若使用0、1、2、3、4、5、6、7共8个电平级，则每个信号值可代表一个码元，代表3个比特n有效性有效性n传输速率：传输速率：n频带利用率：频带利用率：信息频带利用率：信息频带利用率：码元频带利用率：码元频带利用率：n可靠性可靠性n可靠性用差错率来衡量：可靠性用差错率来衡量：误比特率误比特率P Pb b ：误码元率误码元率PsPs ：第9页，共65页，编辑于2022年，星期一10信道容量n信道带宽：信道上能够传输的电信号的频率范围。信道带宽：信道上能够传输的电信号的频率范围。n奈奎斯特准则和香农定理给出了信道的极限传输能力，称奈奎斯特准则和香农定理给出了信道的极限传输能力，称为信道容量，即信道所支持的最大数据传输率。为信道容量，即信道所支持的最大数据传输率。n奈奎斯特准则：对于一个带宽为WHz的理想低通信道，其最高码元传输速率为Bmax=2Wn对于具有理想带通矩形特征的信道，最高码元速率为Bmax=Wn香农定理：推导出了带宽受限且具有加性高斯白噪声干扰的信道的极线信息传输速率Cmaxn 第10页，共65页，编辑于2022年，星期一112.2 2.2 数据编码技术数据编码技术 n数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码n数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码n模拟数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码第11页，共65页，编辑于2022年，星期一122.2 2.2 数据编码技术数据编码技术 n数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码n单极性不归零码（NRZ）n双极性不归零码n单极性归零码n双极性归零码n曼彻斯特码n差分曼彻斯特码第12页，共65页，编辑于2022年，星期一132.2 2.2 数据编码技术数据编码技术 n数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码n单极性不归零码（NRZ）n曼彻斯特码n差分曼彻斯特码第13页，共65页，编辑于2022年，星期一142.2 2.2 数据编码技术数据编码技术 n数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码 n幅移键控（ASK）n频移键控（FSK）n相移键控（PSK）第14页，共65页，编辑于2022年，星期一152.2 2.2 数据编码技术数据编码技术 n模拟数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码 n脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）是模拟数据数字化的主要方法。nPCM编码过程分为采样、量化和编码三个步骤 n采样：把时间上连续的模拟信号转换成时间上离散的采样信号n采样定理：一个频带限制在f HZ内的连续时变信号，如果采样频率不小于2 f HZ，对他进行等间隔采样，则该连续时变信号将被所得到的采样值完全的确定。第15页，共65页，编辑于2022年，星期一162.2 2.2 数据编码技术数据编码技术 n模拟数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码 n量化：把幅度上连续的模拟信号转换成幅度上离散的量化信号。n编码：用二进制表示量化后的采样值的过程。n举例：PCM用于数字化语音系统。声音的频率范围为3100HZ，所以采样频率取为8KHZ，将声音分为256个量化级，每个量化级用8位二进制编码表示。n编码器和解码器进行模拟信号和数字信号的互相转换第16页，共65页，编辑于2022年，星期一172.3 2.3 数据传输方式数据传输方式一、基带传输与宽带传输一、基带传输与宽带传输 n基带传输基带传输n基带是指调制前原始信号所占用的频带，是原始电信号所固有的基本频基带是指调制前原始信号所占用的频带，是原始电信号所固有的基本频带。在信道中直接传输基带信号时，称为基带传输。带。在信道中直接传输基带信号时，称为基带传输。n一般不大于一般不大于2.5km 2.5km n基带传输是一种最简单、最基本的数据传输方式。设备费用少，具有基带传输是一种最简单、最基本的数据传输方式。设备费用少，具有速率高和误码率低等优点，速率高和误码率低等优点，n缺点是通信信道利用率低缺点是通信信道利用率低 。n频带传输频带传输n在信道中直接传送频带信号时，称为频带传输。频带传输解决了利用已有的在信道中直接传送频带信号时，称为频带传输。频带传输解决了利用已有的模拟信道传输数字数据的问题。模拟信道传输数字数据的问题。n频带传输的优点是可以实现远距离数据通信；频带传输的优点是可以实现远距离数据通信；n提高通信线路的利用率提高通信线路的利用率 n缺点是速率低，误码率高。缺点是速率低，误码率高。第17页，共65页，编辑于2022年，星期一182.3 2.3 数据传输方式数据传输方式n宽带传输宽带传输 n将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信号，将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信号，称为宽带传输称为宽带传输 。n宽带网络中的多条信道，通常采用频带传输技术，传输的宽带网络中的多条信道，通常采用频带传输技术，传输的是模拟信号，所以宽带传输系统属于模拟信号传输系统是模拟信号，所以宽带传输系统属于模拟信号传输系统 。n宽带传输与基带传输相比有以下优点宽带传输与基带传输相比有以下优点 ：（1 1）能在一个信道中传输声音、图像和数据信息；）能在一个信道中传输声音、图像和数据信息；（2 2）一条宽带信道能划分为多条逻辑信道，实现多路复用；）一条宽带信道能划分为多条逻辑信道，实现多路复用；（3 3）宽带传输比基带传输的距离要远许多。）宽带传输比基带传输的距离要远许多。第18页，共65页，编辑于2022年，星期一192.3 2.3 数据传输方式数据传输方式二、并行传输与串行传输并行传输与串行传输1）并行传输：将8位、16位、32位的数据按数位宽度同时进行传输，每个数位 都要有自己的数据传输线和发送接收设备。适合近距离传输。2）串行传输就是在一根数据传输线上按照字符所包含的数位的顺序，从低位到高位一位接一位的传送，到达通信接收装置后，将串行比特流还原成字符。必须考虑同步的问题，适合远距离传输第19页，共65页，编辑于2022年，星期一202.3 2.3 数据传输方式数据传输方式三、单工、半双工与全双工单工、半双工与全双工 n1）单工：在两个通信设备之间，信息只能沿着一个方向进行传输。一方为发送设备，一方为接收设备。n2）半双工：两个通信设备间的信息可以进行双向交换，但不能同时进行。n3）全双工：同时可以在两个设备间进行两个方向的信息传送，即通信的一方在发送信息的同时也能接收信息。第20页，共65页，编辑于2022年，星期一212.3 2.3 数据传输方式数据传输方式四、异步传输与同步传输异步传输与同步传输 n1）异步传输：以字符为单位，每个字符附加1位起始位和1位停止位，以标记字符的开始和结束。并附加一个校验位做验证。发送端不发送数据保持高电平，接收方检测到低电平开始接收数据，传送完字符，重新变成高电平，不需要两端有统一的时钟信号。n2）同步传输：发送方以固定的时钟频率发送数据信号，以数据块（称为数据帧）为单位。时钟同步方法：外同步法和内同步法。n外同步：使用单独的时钟信道进行同步n内同步：从数据信号波形本身提取时钟信号，如曼彻斯特编码。第21页，共65页，编辑于2022年，星期一222.3 2.3 数据传输方式数据传输方式四、异步传输与同步传输异步传输与同步传输 n帧同步n1）面向字符的同步n 使用固定的字符SYN进行同步n2）面向位的同步n 使用固定的位组合作为同步信号第22页，共65页，编辑于2022年，星期一232.4 2.4 信道复用技术信道复用技术n概念：n信道复用技术也称为多路复用技术，它是把多路信号在单信道复用技术也称为多路复用技术，它是把多路信号在单一的传输线路和用单一的传输设备来进行传输的技术，是一的传输线路和用单一的传输设备来进行传输的技术，是把多个低速信道组合成一个高速信道的技术。把多个低速信道组合成一个高速信道的技术。n多路复用器（多路复用器（MultiplexerMultiplexer）在发送端将来自多个输入线）在发送端将来自多个输入线路的数据组合、调制成一路复用数据，并将此数据信号送路的数据组合、调制成一路复用数据，并将此数据信号送到高容量的数据链路；到高容量的数据链路；n多路复用技术主要有频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用技术主要有频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用和码分多路复用多路复用和码分多路复用4 4种技术。种技术。第23页，共65页，编辑于2022年，星期一242.4 2.4 信道复用技术信道复用技术n频分复用技术（频分复用技术（FDMFDM）n频分多路复用技术（频分多路复用技术（Frequency Division Frequency Division MultiplexingMultiplexing，FDMFDM）是把信道的可用频带分成多个互不）是把信道的可用频带分成多个互不交叠的频段，每路信号占用其中的一个频段。接收时用适当交叠的频段，每路信号占用其中的一个频段。接收时用适当的滤波器分离出不同的信号，分别进行解调，恢复各路信号。的滤波器分离出不同的信号，分别进行解调，恢复各路信号。n主要优点是原理简单、技术成熟，系统的效率较高，可相当主要优点是原理简单、技术成熟，系统的效率较高，可相当充分地利用信道的频带。充分地利用信道的频带。n缺点是各路信号之间容易产生串扰。缺点是各路信号之间容易产生串扰。第24页，共65页，编辑于2022年，星期一252.4 2.4 信道复用技术信道复用技术n时分复用技术（时分复用技术（TDMTDM）n时分多路复用技术（时分多路复用技术（Time Division Time Division MultiplexingMultiplexing，TDMTDM）是按传输信号的时）是按传输信号的时间进行分割，使不同的信号在不同时间内传间进行分割，使不同的信号在不同时间内传送，即将整个传输时间分为许多时间间隔，送，即将整个传输时间分为许多时间间隔，称为时隙，每个时隙被一路信号占用。称为时隙，每个时隙被一路信号占用。第25页，共65页，编辑于2022年，星期一262.4 2.4 信道复用技术信道复用技术n时分多路复用又分为同步时分复用（时分多路复用又分为同步时分复用（STDMSTDM）和）和异步时分复用（异步时分复用（ATDMATDM）。）。n同步时分复用同步时分复用第26页，共65页，编辑于2022年，星期一272.4 2.4 信道复用技术信道复用技术n异步时分复用异步时分复用第27页，共65页，编辑于2022年，星期一282.4 2.4 信道复用技术信道复用技术n波分复用技术（波分复用技术（WDMWDM）n波分多路复用（波分多路复用（Wavelength Division MultiplexingWavelength Division Multiplexing，WDMWDM）是指）是指光的频分复用，用于光纤通信中，它是指用不同波长的光波来承光的频分复用，用于光纤通信中，它是指用不同波长的光波来承载不同的通信子信道，多路复用信道同时传输所有子信道的波长。载不同的通信子信道，多路复用信道同时传输所有子信道的波长。第28页，共65页，编辑于2022年，星期一292.4 2.4 信道复用技术信道复用技术n码分复用技术（码分复用技术（CDMCDM）n码分复用码分复用CDM(Code Division Multiplexing)CDM(Code Division Multiplexing)是在码域是在码域上进行多路信号的组合和分离。上进行多路信号的组合和分离。n每个信道分配不同的基本地址码序列，使得不同信道分每个信道分配不同的基本地址码序列，使得不同信道分得的码序列彼此正交，接收机只要对其欲接收的信号的得的码序列彼此正交，接收机只要对其欲接收的信号的地址码进行相关检测，即可获得信号。地址码进行相关检测，即可获得信号。n即多路信号调制在不同的码型上进行复用，占据相同的即多路信号调制在不同的码型上进行复用，占据相同的频带和相同的时间。频带和相同的时间。第29页，共65页，编辑于2022年，星期一302.4 2.4 信道复用技术信道复用技术nCDMA工作过程n每个站点被指派一个唯一的m位码片序列。一个站点如果发送二进制1，则发送他自己的m位码片序列；如果发送二进制0，则发送该码片序列的二进制反码。n每个站点的码片序列各不相同，且相互正交。即 令S表示站点S的码片序列，T表示其他站点的码片序 列，两码片序列正交则其归一化内积为0，=0n任何一个码片序列与其自身的规格化内积为1；一个码片与自身码片的反码规格化内积为-1.第30页，共65页，编辑于2022年，星期一312.4 2.4 信道复用技术信道复用技术-CDMA工作过程n假定CDMA系统中有多个站相互通信，每个站所发送的是数据位和本站点的码片序列的乘积。因而是本站点的码片序列与该码片序列反码的组合序列，或者没有数据发送。n假定所有站发送的码片序列都是同步的，即所有的序列都在同一个时刻开始。n有一站点X要接受S站发送的数据，X必须知道S的码片序列，X站使用它得到的码片向量S与接收到的未知信号进行内积规格化运算，X站接收到信号时各个站点发送的码片序列之和，根据叠加原理，内积的结果是所有其他站点的信号都被滤掉，只剩下S站点的信号n若计算结果为1，则S发送为1，计算结果为-1，则S站发送为0第31页，共65页，编辑于2022年，星期一322.5 2.5 数据交换技术数据交换技术n所谓交换技术，就是在通信系统中，在通信双方之间通过中间节点建立一条物理的或逻辑的通道进行数据传输的过程。n交换又称转接，数据交换技术在交换通信网中实现数据传输时是必不可少的。第32页，共65页，编辑于2022年，星期一33回顾一下电路交换的特点 n两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。第33页，共65页，编辑于2022年，星期一34更多的电话机互相连通n5 部电话机两两相连，需 10 对电线。nN 部电话机两两相连，需 N(N 1)/2对电线。n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。第34页，共65页，编辑于2022年，星期一35使用交换机n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。交换机第35页，共65页，编辑于2022年，星期一36“交换”的含义n在这里，“交换”(switching)的含义是：n转接转接把一条电话线转接到另一条电话线，把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。使它们连通起来。n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。第36页，共65页，编辑于2022年，星期一37电路交换的特点n电路交换必定是面向连接的。n电路交换的三个阶段：n建立连接建立连接n通信通信n释放连接释放连接第37页，共65页，编辑于2022年，星期一38电路交换的特点n电路建立时，要求每对节点之间的通道必须是空闲的。n节点内部具有智能交换能力，能计算出通过网络的有效路径n一旦电路建立，数据以固定的速率传输，适用于实时大批量连续的数据传输n电路信道利用率低，电路建立、撤除消耗带宽特点：适用于通信量大、用户确定、连续占用信道的情况如话音传送、中低速文件传送、传真业务，不适合具有突发性、断续占用信道、对差错敏感的数据业务。第38页，共65页，编辑于2022年，星期一39数据通信特点n具有突发性n信息断续占用信道n不要求实时通信n误码率低第39页，共65页，编辑于2022年，星期一40报文交换n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(message switching)。n报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在报文交换已经很少有人使用了。第40页，共65页，编辑于2022年，星期一41报文交换n存储转发方式存储转发方式 n存储转发方式是指当某一交换节点收到某一信息（报文或存储转发方式是指当某一交换节点收到某一信息（报文或分组），并要求转换到另一交换节点，但输出线路或其他设分组），并要求转换到另一交换节点，但输出线路或其他设施都已被占用，就先把该信息在此交换节点处存储起来排队施都已被占用，就先把该信息在此交换节点处存储起来排队等待，等输出节点线路空闲时再转发至下一个节点。等待，等输出节点线路空闲时再转发至下一个节点。n报文：报文交换的数据传输的基本单位，分为报头、正文、报尾三部分，包含用户拟发送的完整数据。n报头：包含发送源地址、目的地址及其他辅助信息n正文：要传送的报文数据n报尾：报文的结束标记和误码检测第41页，共65页，编辑于2022年，星期一42报文交换n报文交换的过程如下：n将信息分成报文，报文长度不限且可变；将信息分成报文，报文长度不限且可变；n报文的存储转发；报文的存储转发；n进行差错控制和完成网络拥塞处理、报文的优先处理等功能进行差错控制和完成网络拥塞处理、报文的优先处理等功能 报文交换节点可以是专用计算机，或是报文交换机报文交换节点可以是专用计算机，或是报文交换机第42页，共65页，编辑于2022年，星期一43报文交换n报文交换的特点：报文交换的特点：n信道利用率高信道利用率高 n接收方和发送方无需同时工作接收方和发送方无需同时工作 n可进行速率和码型的转换，实现不同类型终可进行速率和码型的转换，实现不同类型终端间的通信端间的通信 n数据传输的可靠性高数据传输的可靠性高n可实现一点多址传输可实现一点多址传输 n报文交换的缺点：报文交换的缺点：n不适用于交互式通信不适用于交互式通信 ，适合电报类数据信息，适合电报类数据信息的传输，用于公众电报和电子邮箱业务的传输，用于公众电报和电子邮箱业务第43页，共65页，编辑于2022年，星期一44分组交换分组交换n分组交换网由若干个结点交换机和连接这些交换机的链路组成。图1-3是其示意图。n圆圈表示的结点交换机是网络的核心部件。从概念上讲，一个结点交换机就是一个小型计算机。H1A分组交换网BDECH5H4H2H3结点交换机第44页，共65页，编辑于2022年，星期一45报文分组交换的原理（一）n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第45页，共65页，编辑于2022年，星期一46数 据数 据数 据报文分组交换的原理（二）n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”第46页，共65页，编辑于2022年，星期一47分组交换的原理（三）n分组交换网以“分组”作为数据传输单元。n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第47页，共65页，编辑于2022年，星期一48分组首部的重要性n每一个分组的首部都含有地址等控制信息。n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。n用这样的存储转发方式，分组就能传送到最终目的地。第48页，共65页，编辑于2022年，星期一49分组交换的原理（四）n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收到的数据第49页，共65页，编辑于2022年，星期一50数 据数 据数 据分组交换的原理（五）n最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。n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第50页，共65页，编辑于2022年，星期一51请注意首部的位置n接收端在发送端的左方时，首部往往画在分组的左方。n接收端在发送端的右方时，首部往往画在分组的右方。数 据首部分组接收端发送端传送方向数 据首部分组接收端发送端传送方向第51页，共65页，编辑于2022年，星期一52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！结点交换机主机第52页，共65页，编辑于2022年，星期一53注意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第53页，共65页，编辑于2022年，星期一54分组交换通信过程分组交换通信过程1 1n假定主机H1向主机H5发送数据。主机H1先将分组一个个地发往与它直接相连的结点交换机A。此时，除链路H1-A外，网内其他通信链路并不被目前通信的双方所占用。在各分组传送之间的空闲时间，链路H1-A仍可为其他主机发送的分组使用。第54页，共65页，编辑于2022年，星期一55分组交换通信过程分组交换通信过程2 2n结点交换机A将主机H1发送来的分组放入缓冲区。假定从路由表中查出应将该分组送到结点交换机的端口4。于是分组就经链路A-C到达结点交换机C。当分组正在链路A-C传送时，该分组并不占用网络其他部分的资源。第55页，共65页，编辑于2022年，星期一56分组交换通信过程分组交换通信过程3 3n结点交换机C继续按上述方式查找路由表，假定查出应从端口3进行转发。于是分组又经端口3向结点交换机转发。当分组到达结点交换机E时，就将分组交给主机H5。第56页，共65页，编辑于2022年，星期一57分组交换通信过程分组交换通信过程4 4n假定在某一分组的传送过程中，链路A-C的通信量太大并产生了拥塞，则结点交换机A可以将分组转发端口改为端口1于是分组就沿另一个路由到达结点交换机B。交换机 B再通过其端口3将分组转发到结点交换机E，最后将分组送到主机H5。n这里要注意，结点交换机暂时存储的是一个个短的分组，而不是整个的长报文。短分组是暂存在交换机的内存中而不是存储在磁盘中。这就保证了较高的交换速率。第57页，共65页，编辑于2022年，星期一58分组交换分类分组交换分类n分组交换分为虚电路分组交换和数据报分组交换n虚电路：经呼叫后，需在两个数据终端之间为整个消息的传送建立一条逻辑连接电路，称为虚电路，每个分组中包含这个逻辑电路的标志符n又分为交换虚电路和永久虚电路。第58页，共65页，编辑于2022年，星期一59分组交换分类分组交换分类n数据报：自带寻址信息的独立处理的分组成为数据报，独立处理指同一消息的各个分组走不通的路径。n特点：无呼叫建立过程、每个分组独立选择路由、在接收端根据分组编号重新组合、可靠性高第59页，共65页，编辑于2022年，星期一60注意结点交换机有多个端口ABCDEH1H5H2H4H3H6高速链路 结点交换机123412341 2 3 41 2 3 41 2 3 4第60页，共65页，编辑于2022年，星期一61结点交换机结点交换机处理分组的过程是：n把收到的分组先放入把收到的分组先放入缓存（暂时存储）缓存（暂时存储）；n查找查找转发表（路由表）转发表（路由表），找出到某个目的地，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；址应从哪个端口转发；n把分组送到适当的把分组送到适当的端口端口转发出去。转发出去。第61页，共65页，编辑于2022年，星期一62主机和结点交换机的作用不同n主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。n结点交换机对分组进行存储转发，最后把分组交付给目的主机。第62页，共65页，编辑于2022年，星期一63分组交换的优点n高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。n灵活 以分组为传送单位和查找路由。n迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽。n可靠 完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。第63页，共65页，编辑于2022年，星期一64分组交换带来的问题n分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。n分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。第64页，共65页，编辑于2022年，星期一65三种交换的比较 P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报文报文报文A B C D A B C DA B C D报文交换电路交换分组交换t连接建立数据传送报文P2P1连接释放第65页，共65页，编辑于2022年，星期一