数据交换方式(电路,报文,虚电路分组交换,数据报分组交换)

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简介: 数据交换方式(电路,报文,虚电路分组交换,数据报分组交换)

电路交换:


电路交换是通信网中最早出现的一种交换方式,在进行数据传输前,两个结点之间必须先建立一条专用(双方独占)的物理通信链路。该线路在整个数据传输期间一直被独占,用户始终占用端到端的固定传输带宽,直到通信结束后才释放。最典型的的电路交换网络:电话网络。电路交换技术分为三个阶段建立连接(呼叫/电路建立)、通信(数据传输)和释放连接(拆除电路)。


优点:独占性、实时性,适合传输大量的数据;


缺点:需建立一条物

理连接,利用率低。比如早期的电话系统。


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报文交换


报文交换的单位是报文,报文携带有目标地址、源地址等信息。报文交换结点采用的是存储转发的传输方式。


优点:不需要专用通道,线路利用率高,存储转发节点可校验纠错。


缺点:有通信时延。比如物流包裹。

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分组交换:


同报文交换一样, 分组交换也采用了存储转发方式,但解决了报文交换中大报文传输的问题。分组交换限制了每次传送的数据块大小的上限,把大的数据块划分为合理的小数据块,再加上一些必要的控制信息(如源地址、目的地址和编号信息等),构成分组(Packet). 网络结点根据控制信息把分组送到下一结点,下一结点接收到分组后,(如果前边有分组未发送,则暂时保存下来并排队等待传输),根据分组控制信息选择它的下一个结点, 直到到达日的结点。


优点:利用率更高、可选路径、数据率转换、支持优先级。


缺点:时延、开销大。比如邮局寄信。分为数据报和虚电路。


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数据报分组交换:单向传送,无连接,如普通信


① 无连接 : 发送前 不确定 传输路径 , 每个分组 传输路径 都是独立的 , 不同的分组的传输路径可能不同 ;


② 携带地址 : 每个分组都有目的地址和源地址 ;


③ 转发分组 : 路由器 根据 目的地址 , 转发分组


构建 转发表 : 基于 路由协议 / 路由算法 构建 转发表 , 每个路由器都有一个转发表 , 转发表由 目的网络地址 和 链路接口 组成 ;


检索 转发表 : 分组到达路由器后 , 检索转发表 , 查找从哪个接口转发出 ;


独立选路 : 每个分组 选择传输路径都是独立的 ;


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虚电路报文交换:交互式,逻辑连接,如挂信号


① 结合两者 : 虚电路 结合了 数据报交换方式 和 电路交换方式 两者的优点 ;

② “虚电路” 概念 : 在 源主机 和 目的主机 之间 , 建立一条 逻辑连接 , 路径上的 节点 ( 路由器 ) 都需要维护一张 虚电路表 , 其中记录了虚电路信息 ;


"虚电路" 通信过程 :


① 建立 虚电路 : 每个分组 都有 虚电路号 信息 , 不携带目的地址 ; 源主机向目的主机发出呼叫请求分组 , 目的主机回送呼叫应答分组 , 虚电路 ( 逻辑连接 ) 建立成功 ;


② 数据传输 : 该通信 是 全双工通信 ;

③ 释放 虚电路 : 分组发送完毕后 , 源主机 发送 释放请求分组 , 释放 虚电路 ;


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传输方式:

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参考:http://t.csdn.cn/vXTzC


http://t.csdn.cn/yOkJm


复用技术:


频分复用FDM:不同的频率,子信道隔离频带防串扰,如CATV,WIFI


 传统的频分复用

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传统的频分复用典型的应用莫过于广电HFC网络电视信号的传输了,不管是模拟电视信号还是数字电视信号都是如此,因为对于数字电视信号而言,尽管在每一个频道(8MHz)以内是时分复用传输的,但各个频道之间仍然是以频分复用的方式传输的。


   正交频分复用


OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)实际是一种多载波数字调制技术。OFDM全部载波频率有相等的频率间隔,它们是一个基本振荡频率的整数倍,正交指各个载波的信号频谱是正交的。


OFDM系统比FDM系统要求的带宽要小得多。由于OFDM使用无干扰正交载波技术,单个载波间无需保护频带,这样使得可用频谱的使用效率更高。另外,OFDM技术可动态分配在子信道中的数据,为获得最大的数据吞吐量,多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。目前OFDM技术已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中,主要的应用包括:非对称的数字用户环线(ADSL)、数字视频广播(DVB)、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网(WLAN)和第4代(4G)移动通信系统等。


时分复用(TDM):不同的时间,轮流占用,分为同步时分:T1,E1和统计时分:ATM

同步时分复用:


同步时分复用(STDM,SynchronousTime-DivisionMultiplexing)这种技术按照信号的路数划分时间片,每一路信号具有相同大小的时间片。时间片轮流分配给每路信号,该路信号在时间片使用完毕以后要停止通信,并把物理信道让给下一路信号使用。当其他各路信号把分配到的时间片都使用完以后,该路信号再次取得时间片进行数据传输。


优点:控制简单,实现起来容易。


缺点:如果某路信号没有足够多的数据,不能有效地使用它的时间片,则造成资源的浪费;而有大量数据要发送的信道又由于没有足够多的时间片可利用,所以要拖很长一段的时间,降低了设备的利用效率。

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统计时分复用:


统计时分复用(Statistical Time Division Multiplexing)是一种根据用户实际需要动态分配线路资源的时分复用方法。只有当用户有数据要传输时才给他分配线路资源,当用户暂停发送数据时,不给他分配线路资源,线路的传输能力可以被其他用户使用。采用统计时分复用时,每个用户的数据传输速率可以高于平均速率,最高可达到线路总的传输能力。


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补充:E1和T1,可以看我的另一篇讲解:


http://t.csdn.cn/dfPqX


波分复用:波分复用(Wavelength Division Multiplexing),简称WDM。是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器,Multiplexer)汇合在一起,并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术,在接收端,经解复用器(亦称分波器或称去复用器,Demultiplexer)将各种波长的光载波分离,然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术,称为波分复用。[1]


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