《计算机网络教学资料》第2章数据通信b.ppt

12.5 多路复用传输多多路路复复用用器器多多路路复复用用器器一一条条传传输输线线路路传传输输多多路路信信号号计计算算机机计计算算机机 传输信号要求的带宽与传输介质允许通过的带宽是不一样传输信号要求的带宽与传输介质允许通过的带宽是不一样的，为了节省开销，应当充分利用传输介质的带宽。在一条介的，为了节省开销，应当充分利用传输介质的带宽。在一条介质上同时传送多于一路以上信号的传输方式，叫做该介质的多质上同时传送多于一路以上信号的传输方式，叫做该介质的多路复用。多路复用传输技术的基本原理如图所示。路复用。多路复用传输技术的基本原理如图所示。多路复用基本原理多路复用基本原理示意图示意图2复用类型复用类型v多路复用技术能把多个信号组合在一条物理信道多路复用技术能把多个信号组合在一条物理信道多路复用技术能把多个信号组合在一条物理信道多路复用技术能把多个信号组合在一条物理信道上进行传输，使多个计算机或终端设备共享信道上进行传输，使多个计算机或终端设备共享信道上进行传输，使多个计算机或终端设备共享信道上进行传输，使多个计算机或终端设备共享信道资源，提高信道的利用率。特别是在远距离传输资源，提高信道的利用率。特别是在远距离传输资源，提高信道的利用率。特别是在远距离传输资源，提高信道的利用率。特别是在远距离传输时，可大大节省电缆的成本、安装与维护费用。时，可大大节省电缆的成本、安装与维护费用。时，可大大节省电缆的成本、安装与维护费用。时，可大大节省电缆的成本、安装与维护费用。v频分复用频分复用FDM(Frequency Division Multiplexing)v波分复用波分复用WDM(Wave Division Multiplexing)v时分复用时分复用TDM(Time Division Multiplexing)同步时分复用同步时分复用异步时分复用异步时分复用统计时分复用统计时分复用3频分多路复用 1 1 1 1、频分多路复用的概念、频分多路复用的概念、频分多路复用的概念、频分多路复用的概念 在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，下，整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。互干扰。CH2CH1CH3原带宽原带宽CH1CH2CH3移频后带宽移频后带宽MUXCH1 CH2 CH3带宽复用信号带宽复用信号f复用器复用器4A2A1A3原始信号原始信号D2D1D3数字化信号数字化信号MUX复用后的数据流复用后的数据流时隙号时隙号1231D3D2D1时间片时间片12时间片时间片2D1时隙时隙D2复用器复用器原理：原理：将一条物理信道的传输时间分成若干将一条物理信道的传输时间分成若干将一条物理信道的传输时间分成若干将一条物理信道的传输时间分成若干个时间片轮流地给多个信号源使用，每个时个时间片轮流地给多个信号源使用，每个时个时间片轮流地给多个信号源使用，每个时个时间片轮流地给多个信号源使用，每个时间片被复用的一路信号占用间片被复用的一路信号占用间片被复用的一路信号占用间片被复用的一路信号占用。区别区别时分多路复用52.5.2 时分多路复用 (1)(1)同步时分：同步时分：指发送端的多台计算机通过一条线路向接指发送端的多台计算机通过一条线路向接收端发送数据时进行分时处理，它们以固定的时隙进行分配。收端发送数据时进行分时处理，它们以固定的时隙进行分配。要接收的数据要接收的数据AAAABBCDDDBCDABDADAAAAAABBCDDD复复用用器器解解复复器器要发送的数据要发送的数据时间片浪费时间片浪费,信道资信道资源利用率底源利用率底一个周期的数据块一个周期的数据块(帧帧)在不同时刻，开关切换在不同时刻，开关切换到不同的输入设备到不同的输入设备同步：复用器在所有时间为每个设备都分配完全一样的时间片，不管该设同步：复用器在所有时间为每个设备都分配完全一样的时间片，不管该设备有没有数据要传输；备有没有数据要传输；帧：时间片组成帧，若所有输入的数据速率相同，帧的时间片数等于输入帧：时间片组成帧，若所有输入的数据速率相同，帧的时间片数等于输入线路数；线路数；交织：开关以恒定速率和固定顺序在设备间轮转比特、字节或任何其他数交织：开关以恒定速率和固定顺序在设备间轮转比特、字节或任何其他数据单元据单元6典型应用实例典型应用实例-数字传输系统数字传输系统v为了有效地利用传输线路，可将多个话路的为了有效地利用传输线路，可将多个话路的PCM PCM 信号用时分复用信号用时分复用 TDM(Time Division TDM(Time Division Multiplexing)Multiplexing)的方法装成时分复用帧，然后发送的方法装成时分复用帧，然后发送到线路上。到线路上。v中国采用欧洲体制，以中国采用欧洲体制，以 E1 E1 为一次群。为一次群。v美国和日本等国采用北美体制，以美国和日本等国采用北美体制，以 T1 T1 为一次群为一次群。v采用采用PCMPCM调制技术，则每个话音信道的比特率是调制技术，则每个话音信道的比特率是64kb/s64kb/s。为每一个这样的低速信道敷设一条通信为每一个这样的低速信道敷设一条通信线路是太不划算了线路是太不划算了,所以在实用中要利用多路复所以在实用中要利用多路复用技术建立更高效的通信线路。用技术建立更高效的通信线路。7贝尔系统的贝尔系统的T1T1载波载波v2424路音频信道复用在一条通信线路上；路音频信道复用在一条通信线路上；v每路音频模拟信号在送到多路复用器之前，要通每路音频模拟信号在送到多路复用器之前，要通过一个过一个PCMPCM编码器；编码器；v编码器每秒取样编码器每秒取样80008000次；次；v2424路路PCMPCM信号的每一路轮流将一个字节插入到帧中；信号的每一路轮流将一个字节插入到帧中；v每个字节的长度为每个字节的长度为8 8位，其中位，其中7 7位是数据位，位是数据位，1 1位用位用于信道控制；于信道控制；v每帧由每帧由248=192248=192位组成，附加一位作为帧开始标位组成，附加一位作为帧开始标志位，所以每帧共有志位，所以每帧共有193193位；位；v发送一帧需要发送一帧需要125125毫秒；毫秒；vT1T1载波的数据传输速率为载波的数据传输速率为1.5441.544Mb/sMb/s。8图图 贝尔系统的贝尔系统的T1载波载波 9T-1 Frame10 图图 多路复用到更高级的载波多路复用到更高级的载波1132路电话复用一条2.048主干线路称为E1标准E1 E1 的时分复用帧的时分复用帧 2.048 Mb/s传输线路传输线路CH0CH16CH17CH15CH15CH16CH17CH31CH31CH0CH1CH1时分复用帧时分复用帧T CH0 CH1 CH2 CH15 CH16 CH17 CH30 CH31 CH08 bitt时分复用帧时分复用帧时分复用帧时分复用帧T=125 ms15 个话路个话路15 个话路个话路12存在问题存在问题ABCDaabbcdb cattttt4 个时分复用帧个时分复用帧#1acbcd时分复用时分复用#2#3#4用户用户不能保证使用链路的全部容量不能保证使用链路的全部容量如果有如果有n条输入线路，帧内至少有条输入线路，帧内至少有n个固定的时间片，个固定的时间片，线路的速率必须是输入线路速率的线路的速率必须是输入线路速率的n倍倍13时分多路复用 (2)(2)异步时分：异步时分：又被称为统计时分复用技术，它能又被称为统计时分复用技术，它能动态地动态地按需分配时间片按需分配时间片，以避免每个帧中出现空闲时间片。，以避免每个帧中出现空闲时间片。如果有如果有n n条输入线路，帧内至多需要有条输入线路，帧内至多需要有m m个固定的时个固定的时间片，其中间片，其中m m小于小于n n。使用较低容量的链路支持与同步时分复用一样多的使用较低容量的链路支持与同步时分复用一样多的输入线路。输入线路。异步：异步：分配时间片是不固定的分配时间片是不固定的所有输入线路的速率之和可能比通信容量大所有输入线路的速率之和可能比通信容量大14寻址和额外开销寻址和额外开销v每个时间片必须携带一个地址（复用器添加）通知多路分解器如何为其中每个时间片必须携带一个地址（复用器添加）通知多路分解器如何为其中数据定向。地址通常只是由少数比特组成数据定向。地址通常只是由少数比特组成v异步复用只有在时间片相对较大才有效异步复用只有在时间片相对较大才有效。15密集波分多路复用 1 1 1 1、波分多路复用（、波分多路复用（、波分多路复用（、波分多路复用（WDMWDM）采用的是波长分隔多路复用技术采用的是波长分隔多路复用技术,在同一传输信道内传输多在同一传输信道内传输多路不同波长的光信号。路不同波长的光信号。WDM和和FDM基本上都基于相同原理基本上都基于相同原理,所所不同的是不同的是WDM应用于光纤信道上的光波传输过程应用于光纤信道上的光波传输过程,而而FDM应应用于电模拟传输。用于电模拟传输。图图 波分多路复用原理波分多路复用原理16密集波分多路复用 2 2 2 2、密集波分多路复用、密集波分多路复用、密集波分多路复用、密集波分多路复用 密集波分多路复用密集波分多路复用(DWDM)是在是在WDM上发展起来的。最上发展起来的。最初，在一根光纤上只能传送两路光波信号，初，在一根光纤上只能传送两路光波信号，CIENA首先推出了首先推出了16路信道系统，现在已能做到在一根光纤上复用路信道系统，现在已能做到在一根光纤上复用80路甚至更多路甚至更多路数的光载波信号。路数的光载波信号。图图 密集波分多路复用原理示意图密集波分多路复用原理示意图复复用用器器012345671550nm1551mn1552nm1553nm1554nm1555nm1556nm1557nm1550nm1551mn1552nm1553nm1554nm1555nm1556nm1557nm0123456720Gbps EDFA120km分分用用器器17 各种数据经过编码后在通信线路上进行传输，实现数据各种数据经过编码后在通信线路上进行传输，实现数据通信。数据通信最简单的方式是利用传输介质将两个端点直通信。数据通信最简单的方式是利用传输介质将两个端点直接相连，但每个通信系统都采用把收发两端直接相连的形式接相连，但每个通信系统都采用把收发两端直接相连的形式是不可能的，通常通过一个由多个结点组成的中间网络，把是不可能的，通常通过一个由多个结点组成的中间网络，把数据从源结点转发到目的结点，实现相互通信。因此，数据从源结点转发到目的结点，实现相互通信。因此，数据数据交换是研究如何通过中间网络实现联网计算机之间的数据交交换是研究如何通过中间网络实现联网计算机之间的数据交换问题。换问题。电路交换电路交换电路交换电路交换 报文交换报文交换报文交换报文交换 分组交换分组交换分组交换分组交换 快速交换快速交换快速交换快速交换HHHH主机主机通信子网通信子网转发转发结点结点2.6 2.6 交换技术18电路交换在传输任何数据之前，要先经过呼叫过程在传输任何数据之前，要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。建立一条端到端的电路。在整个数据传输过程中，所建立的电路必在整个数据传输过程中，所建立的电路必须始终保持连接状态。须始终保持连接状态。数据传输结束后，由某一方发出拆除请求数据传输结束后，由某一方发出拆除请求然后逐节拆除到对方节点。然后逐节拆除到对方节点。(1)(1)电路建立电路建立(2)(2)数据传输数据传输(3 3)电路拆除电路拆除 1 1 1 1、电路交换概念、电路交换概念、电路交换概念、电路交换概念 电电路路交交换换是是根根据据电电话话交交换换原原理理发发展展起起来来的的一一种种直直接接交交换换方式。电路交换是方式。电路交换是面向连接面向连接的服务。的服务。19电路交换源节点源节点A A交换节点交换节点1 1交换节点交换节点6 6呼叫请求呼叫请求呼叫应答呼叫应答数据数据数据数据释放请求释放请求释放应答释放应答目的节点目的节点B B电电路路建建立立数数据据传传输输电电路路拆拆除除源节点源节点 A A目的节点目的节点 B B公用电话交换网公用电话交换网12345620电路交换 2 2 2 2、电路交换的优点、电路交换的优点、电路交换的优点、电路交换的优点 (1)(1)连接建立后连接建立后,数据以固定的传输率传输数据以固定的传输率传输,传输延迟小。传输延迟小。(2)(2)由于物理线路被单独占用由于物理线路被单独占用,故不可能发生冲突故不可能发生冲突;(3)(3)适用于实时大批量连续的数据传输。适用于实时大批量连续的数据传输。3 3 3 3、电路交换的缺点、电路交换的缺点、电路交换的缺点、电路交换的缺点 (1)(1)对突发性通信不适应，对突发性通信不适应，系统效率低系统效率低，系统不具有存储，系统不具有存储数据的能力，不能平滑交通量。数据的能力，不能平滑交通量。(2)(2)连接建立后，由于线路是专用的，即使空闲，也不能连接建立后，由于线路是专用的，即使空闲，也不能 被其它设备使用造成一定的浪费。被其它设备使用造成一定的浪费。(3)(3)对通信双方而言，必须做到双方的收发速度、编码方对通信双方而言，必须做到双方的收发速度、编码方法、信息格式和传输控制等一致才能完成通信。法、信息格式和传输控制等一致才能完成通信。21报文交换 1 1 1 1、报文交换的工作原理报文交换的工作原理报文交换的工作原理报文交换的工作原理(存储转发存储转发存储转发存储转发)报文交换类似于发送信件，是以报文为单位发送信息，不报文交换类似于发送信件，是以报文为单位发送信息，不管发送数据的长度是多少都把它当作一个逻辑单元，每个报文管发送数据的长度是多少都把它当作一个逻辑单元，每个报文由报头、正文和报尾由报头、正文和报尾3 3部分组成，报头中包含发送计算机的地址部分组成，报头中包含发送计算机的地址和接收信息的计算机地址和接收信息的计算机地址。通信子网根据报头目的地址选择路径通信子网根据报头目的地址选择路径在两个结点之间的一段链路上逐段传输。在两个结点之间的一段链路上逐段传输。主机主机A主机主机BCCCDCGCA通信子网通信子网CFCBCE图图 报文交换过程报文交换过程22报文交换 2 2 2 2、报文交换的优点、报文交换的优点、报文交换的优点、报文交换的优点 电路利用率高电路利用率高。报文可以分时共享交换设备间的线路。报文可以分时共享交换设备间的线路。在电路交换网络上，当通信量变得很大时在电路交换网络上，当通信量变得很大时,就不能接受就不能接受新的呼叫。而在报文交换网络上新的呼叫。而在报文交换网络上,通信量大时仍然可以接收报通信量大时仍然可以接收报文文,不过传送延迟会增加。不过传送延迟会增加。报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地，而电报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地，而电路交换网络很难做到这一点。路交换网络很难做到这一点。3 3 3 3、报文交换的缺点、报文交换的缺点、报文交换的缺点、报文交换的缺点 数据的传输延迟比较长数据的传输延迟比较长，且延迟时间长短不一，因此不，且延迟时间长短不一，因此不适用于实时或交互式的通信系统。适用于实时或交互式的通信系统。当报文传输错误时，必须重传整个报文。当报文传输错误时，必须重传整个报文。23分组交换 分组交换是报文交换的改进，因而又称为分组交换是报文交换的改进，因而又称为报文分组交换报文分组交换。它将报文分成若干个分组它将报文分成若干个分组,每个分组的长度有一个上限每个分组的长度有一个上限,有限长有限长度的分组使得每个节点所需的存储能力降低了，以提高交换速度的分组使得每个节点所需的存储能力降低了，以提高交换速度。分组交换适用于交互式通信，如终端与主机通信。度。分组交换适用于交互式通信，如终端与主机通信。1010010101 0110011010首部首部 数据数据首部首部 数据数据首部 数据报文报文分组分组图图 报文分组的组成报文分组的组成 报文分组交换是在电路交换和报文交换的基础上发展起来报文分组交换是在电路交换和报文交换的基础上发展起来的的,因而结合了两者的优点因而结合了两者的优点,并且有并且有数据报方式数据报方式和和虚电路方式虚电路方式。24报文报文分组交换的主要特点分组交换的主要特点 v在发送端，先把较长的报文划分成在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固较短的、固定长度定长度的数据段。的数据段。1101000110101010110101011100010011010010假定这个报文较长假定这个报文较长不便于传输不便于传输25数数 据据数数 据据数数 据据报文报文添加首部构成分组添加首部构成分组v每一个数据段前面添加上每一个数据段前面添加上首部首部构成分组构成分组。首部首部首部首部首部首部分组分组 1分组分组 2分组分组 3请注意：现在左边是请注意：现在左边是“前面前面”26分组交换的传输单元分组交换的传输单元v分组交换网以分组交换网以“分组分组”作为数据传输单元。作为数据传输单元。v依次依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。边）。数数 据据首部首部分组分组 1数数 据据首部首部分组分组 2数数 据据首部首部分组分组 327报文与分组报文与分组v数据通过通信子网传输时可以有报文数据通过通信子网传输时可以有报文（messagemessage）与分组（）与分组（packetpacket）两种方式；）两种方式；v报文传输：不管发送数据的长度是多少，都把报文传输：不管发送数据的长度是多少，都把它当作一个逻辑单元发送；它当作一个逻辑单元发送；缺点：缺点：1 1）报文大小不一，造成缓冲区管理复杂。）报文大小不一，造成缓冲区管理复杂。2 2）大报文造成存储转发的延时过长；）大报文造成存储转发的延时过长；3 3）出错后整个报文全部重发。）出错后整个报文全部重发。28报文和报文分组结构报文和报文分组结构 v差错控制差错控制：由于分组长度较短，在传输出错时，检错容：由于分组长度较短，在传输出错时，检错容易并且重发花费的时间较少；易并且重发花费的时间较少；v按照这种交换方式按照这种交换方式,数据包有固定的长度。数据包有固定的长度。因而交换结因而交换结点只要在内存中开辟一个小的缓冲区就可以了。点只要在内存中开辟一个小的缓冲区就可以了。进行分进行分组交换时组交换时,发送结点先要对传送的信息分组发送结点先要对传送的信息分组,对各个分组对各个分组编号编号,加上源和宿地址以及约定的头和尾信息。加上源和宿地址以及约定的头和尾信息。这个过这个过程也叫信息的程也叫信息的打包打包。29分组交换网的示意图分组交换网的示意图H1A互联网互联网BDECH5H6H4H2H3H1 向向 H5 发送分组发送分组注意分组路径的变化！注意分组路径的变化！路由器路由器主机主机流量控制流量控制30注意分组的注意分组的存储转发存储转发过程过程H1A互联网互联网BDECH5H6H4H2H3H1 向向 H5 发送分组发送分组路由器路由器主机主机在路由器在路由器 E 暂存暂存查找转发表查找转发表找到转发的端口找到转发的端口最后到达目的主机最后到达目的主机 H5在路由器在路由器 C 暂存暂存查找转发表查找转发表找到转发的端口找到转发的端口在路由器在路由器 A 暂存暂存查找转发表查找转发表找到转发的端口找到转发的端口31三种交换的比较三种交换的比较 P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报报文文报报文文报报文文A B C D A B C DA B C D报文交换报文交换电路交换电路交换分组交换分组交换t连接建立连接建立数据传送数据传送报文报文P2P1连接释放连接释放数据传送数据传送的特点的特点比特流直达终点比特流直达终点报文报文报文报文报文报文分组分组 分组分组 分组分组存储存储转发转发存储存储转发转发存储存储转发转发存储存储转发转发3232时延时延(delay(delay 或或 latency)latency)v时延：一个报文或分组从一个网络（或一条链路）的一端传送到另一端所需的时间。1 0 1 1 0 0 1发送器发送器队列队列在链路上产生在链路上产生传播时延传播时延结点结点 B结点结点 A在发送器产生发送时延在发送器产生发送时延(即传输时延即传输时延)在队列中产生在队列中产生处理时延处理时延数据数据从结点从结点 A 向结点向结点 B 发送数据发送数据链路链路三种时延所产生的地方三种时延所产生的地方33分组交换 1 1 1 1、数据报方式（无连接）、数据报方式（无连接）、数据报方式（无连接）、数据报方式（无连接）在数据报方式中子网接收主机在数据报方式中子网接收主机A A发送的报文经编址、拆卸发送的报文经编址、拆卸后分成若干分组后分成若干分组,设有设有3 3个分组个分组P1P1、P2P2、P3P3。CACA将根据子网当将根据子网当前的通路情况及通信量情况前的通路情况及通信量情况,将分组将分组P1P1、P2P2、P3P3沿不同的子网沿不同的子网路径发送出去路径发送出去,接收端将接收的分组重新组装成报文。这类服接收端将接收的分组重新组装成报文。这类服务务没有建立链路和拆除链路没有建立链路和拆除链路的过程。的过程。图图 数据报方式交换过程数据报方式交换过程主机主机A ACCCDCGCA通信子网通信子网CFCBCEP P1 1P P2 2P P3 3P P3 3P P2 2P P1 1P P2 2P P1 1P P1 1P P2 2P P3 3P P3 3P P1 1P P3 3主机主机B B34数据报方式数据报方式datagram packet switching datagram packet switching v数据报是分组存储转发的一种形式；数据报是分组存储转发的一种形式；v在数据报方式中，分组传送之间不需要预先在在数据报方式中，分组传送之间不需要预先在源主机与目的主机之间建立源主机与目的主机之间建立“线路连接线路连接”；v源主机所发送的每一个分组都可以源主机所发送的每一个分组都可以独立地选择独立地选择一条传输路径；一条传输路径；v每个分组在通信子网中可能是每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输通过不同的传输路径路径到达目的主机。到达目的主机。35Figure:Datagram packet switchingFigure:Datagram packet switching36vThe header may also indicate a sequence The header may also indicate a sequence number that the destination uses to verify number that the destination uses to verify that all the packets were received or to that all the packets were received or to reorder them.reorder them.v因此每一个带有相同目的地址的数据报，并非全因此每一个带有相同目的地址的数据报，并非全部沿着相同的路径，它们可以在网络目的节点不部沿着相同的路径，它们可以在网络目的节点不按顺序到达，目的结点或网络出口点负责对数据按顺序到达，目的结点或网络出口点负责对数据报进行重新排序。也有这种可能，数据报在网络报进行重新排序。也有这种可能，数据报在网络上被破坏，那么由目的结点或网络出口点来检测上被破坏，那么由目的结点或网络出口点来检测数据报丢失，并决定如何恢复它。数据报丢失，并决定如何恢复它。3737Datagram packet switching:Multiple ChannelsvLine efficiencyLine efficiency：线路效率：线路效率Single node to node link can be shared by many packets Single node to node link can be shared by many packets over timeover timePackets queued and transmitted as fast as possiblePackets queued and transmitted as fast as possible38disadvantagedisadvantagevMay cause indefinite delay time May cause indefinite delay time 不确定的不确定的时延时延v一个给定的源和目的节点之间的各数据报可以沿一个给定的源和目的节点之间的各数据报可以沿不同的路径，也可以在沿途的节点中经历不同的不同的路径，也可以在沿途的节点中经历不同的时延，所以数据报的总时延可能变化很大。这种时延，所以数据报的总时延可能变化很大。这种被称为被称为“抖动抖动”（jitter)jitter)的现象对于一些应用的现象对于一些应用来说是不希望的。（例如在包括电话、语音和实来说是不希望的。（例如在包括电话、语音和实时图象的应用中）时图象的应用中）39数据报工作方式的特点数据报工作方式的特点v同同一一报报文文的的不不同同分分组组可可以以由由不不同同的的传传输输路路径径通通过通信子网；过通信子网；v同同一一报报文文的的不不同同分分组组到到达达目目的的结结点点时时可可能能出出现现乱序、重复与丢失现象乱序、重复与丢失现象；v每每一一个个分分组组在在传传输输过过程程中中都都必必须须带带有有目目的的地地址址与源地址；与源地址；v数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。通信，不适用于长报文、会话式通信。40分组交换2 2 2 2、虚电路方式（面向连接）、虚电路方式（面向连接）、虚电路方式（面向连接）、虚电路方式（面向连接）虚电路方式是试图将数据报方式与电路交换方式结合起虚电路方式是试图将数据报方式与电路交换方式结合起来，发挥两种方法的优点来，发挥两种方法的优点,达到最佳的数据交换效果。与电路达到最佳的数据交换效果。与电路交换方式类似，虚电路方式在数据传输前也要建立一条传输交换方式类似，虚电路方式在数据传输前也要建立一条传输通路，但这条通络是通路，但这条通络是逻辑的而非物理的逻辑的而非物理的。虚电路方式两个用户的终端设备在开始互相发送和接收虚电路方式两个用户的终端设备在开始互相发送和接收数据之前需要通过通信网络建立逻辑上的连接，用户不需要数据之前需要通过通信网络建立逻辑上的连接，用户不需要在发送和接收时清除连接。虚电路可以通过呼叫请求建立，在发送和接收时清除连接。虚电路可以通过呼叫请求建立，并要赋予并要赋予虚电路号虚电路号。子网中的结点之间就是。子网中的结点之间就是通过虚电路号将通过虚电路号将分组沿子网中的结点逐站传递分组沿子网中的结点逐站传递。4141Switch Virtual CircuitSwitch Virtual Circuitv在在每每次次分分组组发发送送之之前前，必必须须在在发发送送方方与与接接收收方方之之间间建建立立一一条条逻逻辑辑连连接接。这这是是因因为为不不需需要要真真正正去去建建立立一一条条物物理理链链路路，连接发送方与接收方的物理链路已经存在；连接发送方与接收方的物理链路已经存在；424242Switched Virtual CircuitSwitched Virtual Circuitv一次通信的所有分组都通过这条虚电路一次通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送顺序传送，因此报文分，因此报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息。分组到达目的结点时组不必带目的地址、源地址等辅助信息。分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象；不会出现丢失、重复与乱序的现象；v分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要做差错检测，而分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要做差错检测，而不需要做路径选择不需要做路径选择；4343Switched Virtual CircuitSwitched Virtual Circuitv通信子网中每个结点可以和任何结点建立通信子网中每个结点可以和任何结点建立多条虚多条虚电路连接电路连接。44分组交换对对比的内容比的内容虚虚电电路路数据数据报报连连接的建立接的建立必必须须有有不要不要目的站地址目的站地址仅仅在在连连接建立接建立阶阶段使用，每个分段使用，每个分组组使用短的虚使用短的虚电电路信号路信号每个分每个分组组都有目的站都有目的站的全地址的全地址路由路由选择选择在虚在虚电电路建立路建立时进时进行，所有分行，所有分组组均均按同一路由按同一路由每个分每个分组组都有独立都有独立选择选择的路由的路由路由器出路由器出现现故障故障所有通所有通过过出故障的路由器的虚出故障的路由器的虚电电路路均不能工作均不能工作出故障的路由器可能出故障的路由器可能对丢对丢失失分分组组，一些路由会，一些路由会发发生生变变化化分分组组的的顺顺序序总总是按是按发发送送顺顺序到达目的站序到达目的站到达目的站到达目的站时时可能不按可能不按发发送送顺顺序序端到端的差端到端的差错错控制控制由通信子网由通信子网负责负责由主机由主机负责负责端到端的流量控制端到端的流量控制由通信子网由通信子网负责负责由主机由主机负责负责 由于虚电路方式具有电路交换与分组交换技术的优点，因此由于虚电路方式具有电路交换与分组交换技术的优点，因此在计算机网络中得到了广泛的应用。虚电路服务与数据报服务的在计算机网络中得到了广泛的应用。虚电路服务与数据报服务的主要区别如下表：主要区别如下表：452.7 Interface:RS-232C2.7 Interface:RS-232CvEIAEIA是美国电子工业协会是美国电子工业协会(Electronic Industries(Electronic Industries Association)Association)英文名的缩写。英文名的缩写。EIA-RS-232C EIA-RS-232C 接口是接口是由由 EIA EIA 制定的一种串行物理接口标准，其作用是制定的一种串行物理接口标准，其作用是定义定义 DTE DTE 设备和设备和 DCE DCE 设备间的接口设备间的接口。DTE(Data Terminal Equipment)是数据终端设备，是数据终端设备，是具有一定的数据处理能力和发送、接收数据能力的是具有一定的数据处理能力和发送、接收数据能力的设备。设备。DCE(Data Circuit-terminating Equipment)是数据是数据电路端接设备，它在电路端接设备，它在 DTE 和传输线路之间提供信号和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接。链路的连接。4646两个两个 DTE DTE 通过通过 DCE DCE进行通信的例子进行通信的例子 vDTEDTE产生数据产生数据,并连同必要的控制字符一起传送给并连同必要的控制字符一起传送给DCEDCE。DCEDCE将信号转化成适合于传输介质的形式并将它发送到网络中。将信号转化成适合于传输介质的形式并将它发送到网络中。当信号到达另一端时当信号到达另一端时,将发生相反的过程。将发生相反的过程。EIA-232/V.24 接口接口调制解调器调制解调器DTE-ADTE-BDCE-ADCE-BEIA-232/V.24 接口接口调制解调器调制解调器网网 络络4747DTE DTE 通过通过 DCE DCE 与通信传输线路相连与通信传输线路相连 v两个两个DTEDTE设备不需要互相协调设备不需要互相协调,但是每个但是每个DTEDTE设备必须与它所设备必须与它所连接的连接的DCEDCE设备协调工作。设备协调工作。DTEDCEDCE串行比特传输串行比特传输信号线与控制线信号线与控制线用户环境用户环境通信环境通信环境用户设施用户设施通信设施通信设施DTE信号线与控制线信号线与控制线用户设施用户设施用户环境用户环境48vDTE-DCE interface standard specifies the DTE-DCE interface standard specifies the electrical and mechanical characteristics electrical and mechanical characteristics of the interconnections.of the interconnections.vRS-232-CRS-232-CnetworkDCEDTE-DCE interface standard49Characteristics of InterfaceCharacteristics of InterfacevMechanicalMechanicalConnection plugs Connection plugs vElectricalElectricalVoltage,timing,encodingVoltage,timing,encodingvFunctionalFunctionalData,control,timing,groundingData,control,timing,groundingvProceduralProceduralSequence of eventsSequence of events50本章小结数据通信技术是依照数据通信技术是依照通信协议，利用数据通信协议，利用数据传输技术在两个功能传输技术在两个功能单元间传递数据信息，单元间传递数据信息，实现计算机与计算机、实现计算机与计算机、计算机与终端以及终计算机与终端以及终端间端间通信通信。任何一个任何一个通信系统都可以看作通信系统都可以看作是由发送设备、传输是由发送设备、传输信道和接收设备三大信道和接收设备三大部分组成。部分组成。常用的传输介质有：常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、双绞线、同轴电缆、光纤电缆，以及无线光纤电缆，以及无线与卫星通信信道。与卫星通信信道。为为了便于信息在通信传了便于信息在通信传输介质上进行传输，输介质上进行传输，必须对信息进行调制必须对信息进行调制或编码，常用的调制或编码，常用的调制与编码方法有与编码方法有4种。种。2151本章小结在数据通信系统中，在数据通信系统中，整个计算机通信系统整个计算机通信系统能否正确有效地工作，能否正确有效地工作，在相当程度上依赖于在相当程度上依赖于是否能很好地实现同是否能很好地实现同步。目前步。目前,串行通信的串行通信的传输按通信约定的格传输按通信约定的格式分为两种，即同步式分为两种，即同步通信方式和异步通信通信方式和异步通信方式。方式。多路复用一般可以有多路复用一般可以有以下以下3种基本形式：种基本形式：频分多路复用频分多路复用FDM、波分多路复用波分多路复用WDM与与时分多路复用时分多路复用TDM。数据交换方式有电路数据交换方式有电路交换、报文交换、分交换、报文交换、分组交换等。组交换等。34