数据报和虚电路的优缺点： 1、传输效率:网络上传送的报文，在很多情况下其长度都很短。用数据报既迅速又经济; 若用虚电路，为了传送一个分组而建立虚电路和释放虚电路就显得太浪费网络资源了。 ???2、路由选择:在使用数据报时，每个分组必须携带完整的地址信息; 在使用虚电路的情况下，每个分组不需要携带完整的目的地址，而仅需要有个很简单的虚电路号码的标志。这就使分组的控制信息部分的比特数减少，因而减少了额外开销。 ???3、处理的复杂性:在使用数据报时，主机承担端到端的差错控制和流量控制; 在使用虚电路时，分组按顺序交付，网络可以负责差错控制和流量控制。 ?????数据报服务对军事通信有其特殊的意义。当某个结点出现故障时，后续的分组就可另选路由，因而提高了可靠性。 ?????但在使用虚电路时，结点出现故障就必须重新建立另一条虚电路。 ????数据报服务还很适合于将一个分组发送到多个地址(即广播或多播)。 * 图 5.6 分组大小与传输时间的关系 假设一条虚电路从站Ｘ经结点a和b到Ｙ站。发送的报文含有30个字节，每个分组含有3个字节的控制信息，它位于每个分组的起始部位，称为报头。若整个报文用一个含有33个字节的分组发送，整个传输时间为99个字节的传输时间。 63个字节 72个字节 72个字节 * 5.2.3 外部的和内部的操作 所谓内部与外划分的：内部即是我们一般谈论的分组交换网，而外部即是指终端到分组交换网的第一个交换机（边界）。在内部即分组交换网内我们大家可以采用数据报和虚电路两种方法，内部与外部的设计不一定要一致，所以在外部也同样有两种方法之分，于是有下列四种组合： 外部虚电路，内部虚电路 外部虚电路，内部数据报 外部数据报，内部数据报 外部数据报，内部虚电路 * 图 5.7 外部和内部的虚电路、数据报 * 5.3 帧中继交换 帧中继是在 OSI 参考模型第二层（数据链路层）上，采用简化协议，且以帧为单元来传送数据的一种技术。 ?????帧中继起初由 ATT 作为 N－ISDN 的帧方式的承载业务提出来。其产生的技术背景是： ?????传输网络的数字化和传输介质光纤化，传输误码率比以往模拟网要小很多； ?????用户终端设备的解决能力大为提高。 * X.25 网络的组成 ??? X.25网络采用分布式的网状拓扑结构。网状结构的网络具有如下特点： 网络扩充和主机入网最简单，可以很方便地增加结点，或者接纳主机入网； 网络完整性和可靠性较高，任何一对结点之间都可具有一条以上的路径，不会因为某些链路或者结点的故障造成全网的瘫痪。 * X.25 网络结构示意图 * X.25网络 ??? CHINAPAC（国家公共数据网）1989年开通，94年二期工程，覆盖全国各省会城市和直辖市，通过省网辐射全国，已达2200多个城市，和23个国家和地区的44个网络互联，用户数为8.5万； ??? （一）X.25网络的特点 支持OSI下三层服务，提供永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）； 动态复用技术，可提高信道的利用率，简化物理接口； 分组交换网中各结点具有存储－转发功能，不同速率的终端可以相互通信； 采用虚电路或数据报的方式来进行分组传输。 * ???（二）缺点 模拟信道、信道质量差，信道差错方面处理比较复杂，数据传输的网络时延较大（差错处理、存储－转发等），端口速率低（=64Kbps）。 X.25分组交换网适用于交换式短报文的传输，不适合实时性要求高、信息量大的业务使用。 ??? （三）发展现状及未来发展 起着主导作用，作业规程非常完备，应用广泛； 数字技术的广泛应用，X.25技术在某些特定的程度上已经过时，但目前主宰着许多低速应用（如：销售物理，电子银行系统，电子信箱应用等）； 同时X.25也是与国外通信的主要手段（通过卫星线路或租用线路等） * 帧中继技术的特点： （1）帧中继协议简化了X.25分组级功能，只有两个层次：物理层、数据链路层。网内节点的处理大为简化，实验根据结果得出，采用帧中继时一个帧的处理时间能比X.25的处理时间减少一个数量级，因而提高了帧中继网的处理效率。 （2）传送的基本单元为帧，帧的长度可变，最大长度允许1600字节，比X.25网的缺省分组长度128字节长，特别适合于封装局域网的数据单元，减少了分段与重组的处理开销。 ??? * ? （3）在数据链路层完成动态(统计)复用、帧透明传输和差错检测，但与X.25网不同的是帧中继网内节点若检测到差错，将出错的帧丢弃，不采用重传机制，减少了帧编号、流量控制、应答等开销，由此减少了交换机的处理时间，提高了网络吞吐量，降低了网络迟延。 （4）帧中继技术提供了有效的带宽管理和阻塞控制机制，使用户能合理传送超出约定带宽的突发性数据，充分的利用网络资源。 ????（5）帧中继可提供用户的接入速率在 64Kbit/s ～2.048 Mbit/s ,也可达到 45Mbit/s。 ????（6）与X.25分组交换一样，帧中继采用了面向连接的工作模式。 * 图 5.8 分组交换和帧中继比较 * * 帧中继的帧格式 帧间隔符（F）：取值用于标识帧的起始和结束； 地址字段（Addr）：一般占2个字节； 信息字段（DATA）：可以存放可变长度的用户数据； 帧校验字段（FCS）：占2字节，采用循环冗余校验； * 数据链路连接标识符（DLCI1+DLCI2）：占10位，大多数都用在标识使用的数据链路； 命令/响应（C/R）：由高层实体指明本帧的意义； 扩展地址（EA）：地址字段可以扩展到3或者4字节（对应的DLCI为17或者24位）；EA=0，表示后继字节仍属地址字段；EA=1，本字节为地址字段的最后字节； 正向拥塞通知（FECN）：由网络中的交换设备置位，通知接收方与本帧同方向传输时曾经出现拥塞现象，并可能继续拥塞； 反向拥塞通知（BECN）：由网络中的交换设备置位，通知接收方与本帧反方向传输时曾经发生拥塞，并可能继续拥塞； 丢弃指示（DE）：用户置位时，表明本帧在网络出现拥塞时可以优先丢弃； 无编号标识符（UI），一个字节，内容等同于HDLC中的无编号帧控制字段，隐含了各种命令，但其中的P/F位应置为0； 协议标识符（PI）：置为管理帧； 呼叫参考（CR）：置为0； 信息类型（Type）：帧中继仅支持两种类型：状态查询和状态报告。 * （三）帧中继（FR）网络的特点 1.FR 支持 OSI 下二层服务并提供部分的网络层功能； 2.FR 采用光纤作为传输介质，传输误码率低； 3.将分组重发、流量控制、纠正错误、防止拥塞（正向拥塞通知，反向拥塞通知，丢失指示）等处理过程由端系统去实现；简化了结点的处理过程，缩短了处理时间，降低了网络时延； 4.具有灵活可靠的组网方式，可采用永久虚电路（或交换虚电路）的方式，一条物理连接可提供多个逻辑连接，用户所需的进网端口数减少； 5.FR 具有按需分配带宽的特点，用户支付了一定的费用购买“承诺信息速率”，当突发性数据发生时，在网络允许的范围内，能够正常的使用更高的速率； 6.使用 FR，用户接入费用相应减少。 * （四）帧中继网络的发展 ??? 帧中继标准已渐成熟，业务需求持续不断的增加，目前已进入快速地发展时期。帧中继可通过X.25更新软件实现，可在DDN网上配置端口实现，在以ATM为主干的网络中，帧中继仍旧能作为良好的用户接入方式。 ??? 目前大多数业务都集中在2Mbps之内，是FR业务的最经济有效的范畴，未来的FR业务将有很大的市场发展的潜在能力，有较好的投资保护。 * 帧中继的应用： 专用网接口：所有的数据设备安装带有FRN接口的E1（或T1）多路选择器；其它应用（语音传输、电话会议等）; ????公用网接口应用：块数据交换、文件传送、字符交互、互联LAN、支持多个低速复用。 * ATM 的提出 ??? 已有的各种高速网技术在支持这种对数据传输要求大容量、高实时性的应用时，总是存在这样或者那样不足。例如：高速以太网（100Mbps）采用CSMA/CD访问控制技术，高负载时的实时传输能力难以预计；FDDI（100Mbps）基于令牌传递的工作方式，令牌的处理和传递占用了宝贵的时间，统计延时为10～200ms。因此，迫切地需要一种新的网络技术来支持多媒体应用，包括支持B-ISDN的应用，这就是ATM（异步传输模式）。ATM 被认为是为满足多媒体传输的要求而出现的一种新型通信技术。 5.4 信元交换技术 * 异步传输模式 ATM ： ATM 是建立在电路交换和分组交换的基础上的一种面向连接的快速分组交换技术。 ????ATM 采用定长分组作为传输和交换的单元。这种定长分组叫做信元(cell)。 ????ATM 的数据速率为155.520 Mbit/s，622.080Mbit/s。 “异步”的含义 ： SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列） 传送的同步比特流被划分为一个个固定时间长度的帧（请注意，这是时分复用的时间帧，而不是数据链路层的帧）。当用户的 ATM 信元需要传送时，就可插入到 SDH 的一个帧中。 ????ATM 名词中的“异步”是指将 ATM 信元“异步插入”到同步的 SDH 比特流中。每个用户发送的 ATM 信元在每一时分复用帧中的相对位置并不是固定不变的。 * 图 5.9 ATM 信元格式 基于信元的分组交换技术 ATM仍然采用分组交换技术，ATM网络中传输的分组称为信元（cell）。每个信元具有固定的长度（53字节）和格式。信元由信元头和数据域两部分所组成。信元头（5字节）存放信元穿越ATM网络时所用的路由控制信息等；数据域（48字节）称为有效负载（payload），存放各种高层数据。每个信元在ATM网络中独立地传输。 * ATM 信元格式： * 快速交换技术 ??? ATM 将电路交换与分组交换二者结合起来，类似于电路交换，端用户之间在信息传输之前必须事先分配逻辑信道，建立虚拟连接，并且ATM交换机的内部实现输入端口的信元直接交换到输出端口。交换机本身不执行差错控制和流量控制，减少结点处理延时，使得传输速率可达Gbps的数量级。 ??? 由于简化了信元交换的过程，并采用硬件予以支持，使得ATM交换成为一种快速交换，减少了交换延时，使得信元在ATM交换机中“逗留”的时间不会超过100us。 交换机的输入/输出速率高，一般为155.252Mbps、622.080Mbps等，以155.252Mbps为例，每个信元服务时间为2.73us，即使排队信元高达36个，排队时间也不超过100us。 * GFC: general flow control 通用流量控制 VPI：virtual path identification 虚通道标识符 VCI：virtual channel identification虚通路标识符 PT：payload type 净负荷类型 CLP：cell loss priority 信元丢失优先级 HEC：header error control 信头差错控制 * VCI 与 VPI： ATM 连接用信元首部中的两级标号来识别。 ??虚通路标识 VPI (Virtual Path Identifier) ??虚通道标识符 VCI (Virtual Channel Identifier) 路 道 * 图 5.10 数据在ATM中发送和接收过程 * ATM 信元标识 虚拟通道模式 通信通道用一个逻辑号标识 两种标识符 虚拟通路标识VPI 虚拟通道标识VCI 一个虚拟通路包含有若干个虚拟通道 * 5.5 本章小结 交换技术是采用交换机或结点机等交换系统，通过路由选择技术在欲进行通信的双方之间建立物理的逻辑的连接，形成一条通信电路，实现通信双方的信息传输和交换的一种技术。 在空分线路交换中，每个通信设施之间的路径以空间来划分，每个连接都一定要通过开关建立一条物理路径，这条路径只能专门用来传送该对通信设施间的信号。 时分交换是把低速数据流划分成块，与别的信息块一起，共享一个高速数据流。各个数据块由控制逻辑操作，使数据从输入通向输出。 * 分组交换是将报文分割成具有统一格式、一定长度的报文分组（简称分组），按存储转发方式来进行的一种数据交换方式。分组交换有数据报和虚电路两种方法。在数据报（datagram）方法中，每个分组被独立地处理，就像在报文交换网络中每个报文被独立地处理那样。在虚电路（virtual circuit）方式中，在发送任何分组之前，要建立一条逻辑连接。 帧中继交换是将报文分割成具有统一格式、一定长度的帧，按存储转发方式来进行的一种数据交换方式。帧中继的优点是减少了用户与网络之间接口的协议功能和网络内部的处理需求，以此来降低了延迟，提高了吞吐率。 信元交换是将报文分割成具有统一格式、固定长度分组（简称信元）的一种交换方式。 ATM数据传送单位是一固定长度的分组，称为信元。 * 第 5 章 数据交换 * 交换技术是采用交换机或结点机等交换系统，通过路由选择技术在欲进行通信的双方建立物理的或逻辑的连接，形成一条通信电路，是实现通信双方的信息传输和交换的一种技术。 * 本章学习要点： 1、线路交换的原理及实现方式 2、分组交换的原理 3、数据报和虚电路交换的特性 4、帧中继和信元交换原理 * 什么是交换？ 按某种方式动态地分配传输线路资源。 例如，电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线路，该线路又可分配给其它用户。 最初的交换：人工转接交换 为何需要采用交换技术？ 节省线路投资，提高线路利用率。 实现交换的方法主要有：线路交换、报文交换和分组交换。 数据交换技术 * 5.1 线路交换 在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。 可以是真正的物理线路，也可以是一个复用信道。 特点：数据传输前要建立一条端到端的通路。——称为“面向连接的”（典型例子：电话） 过程：建立连接→通信→释放连接 优缺点： 建立连接的时间长； 一旦建立连接就独占线路，线路利用率低； 无纠错机制； 建立连接后，传输延迟小。 不适用于计算机通信：因为计算机数据具有突发性的特点，线%。 例如：建立连接的时间为0.5秒，计算机以1Mb/s的速率发送10k字节。线路利用率＝？ * 电话网络中的电路交换 电路交换也能在多路复用信道上实现 在物理线路的某个信道上建立连接 * 线路交换方式的传输时延： * 线路交换技术 在电路交换方式中，根据采用的交换技术，可大致分为两种类型： ?????1、空分交换：以机电方式或计算机控制的交叉点开/关来控制信息的转接。交换规模与交叉矩阵大小相关。 ?????2、时分交换：计算机控制分时读写公共总线或存储器，实现信息的转接。交换规模与交换时延、传输速率相关。 * 空分交换 * 图 5.2 三级空分开关 * 图 5.3 TDM 总线 时分交换 * 报文交换 以报文为单位做“存储-转发”交换的技术。 在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。 传输之前不要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。——称为“无连接的”（典型例子：电报） 整个报文（Message）作为一个整体一起发送。 * 报文交换的特点：存储-转发 * 报文交换的传输时延： * 优缺点： 没有建立和拆除连接所需的等待时间； 线路利用率高； 传输可靠性较高； 报文大小不一，造成存储管理复杂； 大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求比较高； 出错后整个报文全部重发。 比较：下载时若无断点续传功能，一旦出错你会怎样做 ？ * 5.2 分组交换（包交换） 将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行存储转发。 数据传输前不要建立一条端到端的通路——也是“无连接的”。 有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。 优缺点： 对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组——速度快； 转发延时小——适用于交互式通信； 某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高； 各分组可通过不同路径传输，容错性好。 需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。 分组交换有两种交换方式： 数据报方式和虚电路方式 * 分组交换 （Packet Switching） * 5.2.1 分组交换的原理 数据以短的分组传输，每个分组的长度有一个上限。 每个分组中包含有部分用户数据及一些控制信息。 控制包含有把此报文经网络传送到目的站所需的信息。 * 图 5.4 分组原理 * 图5.5 分组交换网络 * 5.2.2 分组交换的技术 数据报 虚电路 * 数据报 每个分组具有目的地址，并独立处理 同样目的地址的分组可有不同的路径 在目的站重新排序 * 数据报方式（Datagram） 各分组独立地确定路由（传输路径） 不能够确保分组按序到达，所以目的站点需要按分组编号重新排序和组装 分组可能通过多个路径穿越网络 数据报方式不能够确保分组按序到达 * 虚电路 需先建立一条逻辑连接 毋需为每个分组作路径选择判定 分组在每个结点上需缓冲并进行输出排队 * 虚电路方式（Virtual Circuit） 通信前预先建立一条逻辑连接——虚电路 虚电路是由其路径上的所有交换机中的路由表定义的 类比：铁路系统（旅客/列车:分组，铁路网:网络，火车站:节点） “西安－北京”这条线路可以看成是一条虚路径 也需要三个过程：建立－数据传输－拆除 建立虚电路时，交换机将预留传输时所需的所有资源 * 虚电路的路由在建立时确定，传输数据时则不用考虑 数据传输时只需指定虚电路号，分组即可按虚电路的路由穿越网络——“数字管道” 提供的是“面向连接”的服务 但却没有像电路交换那样始终占用一条端到端的物理通道，只是断续地依次占用传输路径上各个链路段——与铁路系统类比！ 可以看成是采用了电路交换思想的分组交换 能确保分组按序到达 * 虚电路分为两种：一种永久虚电路（PVC）；另一种为交换虚电路（SVC）。 永久虚电路（PVC）是指通信双方的电路在用户看来是永久连接的虚电路。PVC 由网管预先定义。PVC 适用于通过路由器维持恒定连接，从而便于在动态网络环境下传输路由选择信息的电路。载波信号为各用户分配 PVC，以此来降低网络开销并提高网络性能。 交换虚电路（SVC）是指通信双方的电路在用户看来是由独立节点临时且动态连接的虚电路。一旦通信会话完成，便取消虚电路。 * 分组通过预先建立好的虚电路穿越网络 * 虚电路方式分组交换： 数据报方式分组交换： * 两种服务的思路不同： 虚电路服务的思路来源于传统的电信网。电信网负责保证可靠通信的一切措施，因此电信网的结点交换机复杂而昂贵。 ?????数据报服务力求使网络生存性好和使得网络的控制功能分散，因而只能要求网络提供尽最大努力的服务。可靠通信由用户终端中的软件（即TCP）来保证。 数据报服务与虚电路服务之争： 网络只提供数据报服务可大大简化网络层的结构和处理开销，提高传输速率。 ????技术的进步使得网络出错的概率已越来越小，因而让主机负责端到端的可靠性不但不会给主机增加更多的负担，反而能够使更多的应用在这种简单的网络上运行。 ????因特网发展到今天的规模，充分说明了在网络层提供数据报服务是非常成功的。 *
2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将按照每个用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
课件【全程复习】(广西专用)(广西专用)2014年高考物理一轮复习 5.1功和功率 新人教版.ppt
T_CITS 162-2024 医疗机构远程智能血液管理规范.docx
原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者
