2017年職稱計算機輔導知識：數據交換技術

導語：在數據通信系統(tǒng)中，當終端與計算機之間，或者計算機與計算機之間不是直通專線連接，而是要經過通信網的接續(xù)過程來建立連接的時候，那么兩端系統(tǒng)之間的傳輸通路就是通過通信網絡中若干節(jié)點轉接而成的所謂“交換線路”。

數據交換技術

(資料圖)

常用的數據交換技術有兩大類：電路交換和存儲轉發(fā)交換

電路交換

特點是由交換機負責在兩個通信站點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用戶固定占用。利用電路交換進行通信包括電路建立、數據傳輸、電路拆除三個階段

優(yōu)點：通信實時性強，適用于交互式會話通信

缺點：對突發(fā)性通信不適應，系統(tǒng)效率低;系統(tǒng)不具有存儲數據的能力，不具備差錯控制能力，無法發(fā)現和糾正傳輸過程中的數據差錯

存儲轉發(fā)交換

原理：把待傳送的信息在交換設備控制下，先在數據緩沖區(qū)存儲起來，等到信道空閑時再轉發(fā)出去，提高了信道的利用率以及建立電路延遲小、可進行差錯控制等優(yōu)點。

分為報文交換和報文分組交換兩種方式

1、報文交換

報文交換以報文為單位發(fā)送信息，報文包括3部分內容分別是報頭、報文正文和報尾，報頭由發(fā)信站地址、終點收信站地址及其他輔助信息組成

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

特點

(1)源節(jié)點和目標節(jié)點在通信時不需要建立一條專用的通路

(2)與電路交換相比，報文交換沒有建立電路和拆除電路所需的等待和時延

(3)電路利用率高，節(jié)點間可根據電路情況選擇不同的速度傳輸，能高效地傳輸數據

(4)要求節(jié)點具備足夠的報文數據存放能力，一般節(jié)點由微機或小型機相當

(5)數據傳輸的可靠性高，每個節(jié)點在存儲轉發(fā)中都要進行差錯控制，即檢錯和糾錯

缺點：由于采用了完整報文的存儲/轉發(fā)，使得在交換節(jié)點的存儲/轉發(fā)時延較長，從而增加了網絡傳輸的延遲，不利于實現交互性通信。

2、報文分組交換

將報文分為若干組，每個分組的長度有一個上限，并且每個分組除了傳送的`數據外，還帶有目的地址和發(fā)送地址等一些必要的控制信息，以組成報文分組頭部。報文分組又稱為包。報文分組交換是計算機網絡中使用最廣泛的一種交換技術分為數據報交換和虛電路分組交換兩種

(1)數據報交換

同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網

同一報文的不同分組到達目的節(jié)點時可能出現亂序、重復或丟失的現象，因此，在到達接收站之后還需對數據報進行排序重組

每一個報文在傳輸過程中都必須有源節(jié)點和目的節(jié)點地址

使用數據報方式時，數據報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文和會話式通信。

(2)虛電路分組交換

虛電路是兩個用戶的終端設備在開始互相發(fā)送的接收數據之前需要通過通信網建立邏輯上的路徑，發(fā)送數據時，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)點之間建立路由，即在交換節(jié)點的路由表內創(chuàng)建一個表項，當交換節(jié)點收到一個分組后，它會檢查路由表，按照匹配項的出口發(fā)送分組。

特點：

虛電路就是兩個用戶的終端設備在開始互相發(fā)送和接收數據之前需要通過通信網絡建立邏輯上的連接，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)送和接收數據時清除連接

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

虛電路分組交換方式也包括虛電路建立、數據傳輸、虛電路拆除三個階段

報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識號。

報文分組通過每個虛電路上的節(jié)點時，節(jié)點只需要做差錯控制，而不需要做路徑選擇

通信子網中的每個節(jié)點都可以和任何節(jié)點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，報文交換和分組交換不需要預先分配傳輸帶寬，在傳輸突發(fā)數據時可提高整個網絡的信道利用率。分組交換比報文交換的時延小，節(jié)點交換機能對每個分組進行差錯控制，傳輸的可靠性較高。