数据交换技术详解课件.ppt

1、2.6 数据交换技术数据交换技术HBHANCNDNGNFNBNANE2.6.1 线路交换线路交换:Circuit Switching线线路路交交换换三三步步骤骤在数据传输开始前建立连接，有一定延迟，但连接在数据传输开始前建立连接，有一定延迟，但连接后，在中间各节点的延迟可以忽略不计后，在中间各节点的延迟可以忽略不计常用于实时数据传输常用于实时数据传输效率低效率低不能存储数据不能存储数据不能平滑通信流量不能平滑通信流量不能进行差错控制不能进行差错控制 数据数据单元单元报文报文或或分组分组 通信子网通信子网 通信控制处理器通信控制处理器:CCP接收接收差错检测差错检测存储存储路由选择路由选择传输传

2、输2.6.2 存储转发交换方式存储转发交换方式:Store-and forward exchanging待传输数据待传输数据源主机地址源主机地址目的主机地址目的主机地址 控制信息控制信息 存储转发的优点：存储转发的优点：多个数据单元共享一条通信信道，提高信道使用率多个数据单元共享一条通信信道，提高信道使用率 选择最佳路径通过通信子网选择最佳路径通过通信子网 平衡网络栽荷平衡网络栽荷 减少传输差错减少传输差错 在采用不同速率或不同编码格式的信道间交换数据单元在采用不同速率或不同编码格式的信道间交换数据单元 可使用优先级可使用优先级报文交换：报文交换：无论数据有多长，都作为一个逻辑数据单元加上无论

3、数据有多长，都作为一个逻辑数据单元加上目的地址、源地址和控制信息，并按规定格式封装目的地址、源地址和控制信息，并按规定格式封装报文号报文号目的地址目的地址 源地址源地址数据数据校验校验报文结构报文结构报文分组交换：报文分组交换：长报文被长报文被 分为多个短的有限长度分为多个短的有限长度 分组，分组，1 千或几千比特，每个分组分配分组号，千或几千比特，每个分组分配分组号，在接收端所有分组按在接收端所有分组按序号重新组装为长的报文序号重新组装为长的报文 报文号报文号分组号分组号目的地址目的地址 源地址源地址数据数据校验校验分组结构分组结构HAHBNCNDNGNFNBNANEP1P2P1ACKP1P

4、1P1ACKACKP2P2P22.6.3 数据报方式数据报方式:Datagram,DC分组交换：分组交换：数据报方式数据报方式 虚电路方式虚电路方式 报文的不同分组可通过不同的路径进行传输报文的不同分组可通过不同的路径进行传输 分组可能不按顺序到达目的主机，可能重传或丢失分组可能不按顺序到达目的主机，可能重传或丢失 在传输过程中，每个分组需要携带源地址和目的地址在传输过程中，每个分组需要携带源地址和目的地址数据报的特点：数据报的特点：HAHBNCNDNGNFNBNANEP1C2P4P3D1P2ACK虚电路连接虚电路连接 数据传输数据传输虚电路释放虚电路释放2.6.4 虚电路方式虚电路方式:Vi

5、rtual Circuit,VC在传输分组前建立逻辑连接：虚电路连接在传输分组前建立逻辑连接：虚电路连接报文的所有分组沿着同一条虚电路连接进行传输报文的所有分组沿着同一条虚电路连接进行传输分组按序到达目的主机，一般不会丢失或重发分组按序到达目的主机，一般不会丢失或重发每个分组赋予一个虚电路标识符，分组中没有必要加目每个分组赋予一个虚电路标识符，分组中没有必要加目 的地址和源地址的地址和源地址在每个节点有必要做差错控制，但没必要进行路由选择在每个节点有必要做差错控制，但没必要进行路由选择每个节点支持多条虚电路连接每个节点支持多条虚电路连接2、虚电路特点、虚电路特点2.72.7、差错控制差错控制

6、1、传输差错定义：、传输差错定义：接收数据和发送数据接收数据和发送数据不一致的现象不一致的现象2.7.1、传输差错、传输差错主机主机信道信道目的主机目的主机数据数据数据数据+噪声噪声噪声噪声噪声噪声热噪声热噪声:随机噪声随机噪声 随机差错随机差错 传输介质的电子热运动产生传输介质的电子热运动产生 特点：特点：时刻存在、幅度小、强度与频率无关，时刻存在、幅度小、强度与频率无关，频谱宽，一位错误频谱宽，一位错误脉冲噪声脉冲噪声:突发噪声突发噪声 突发差错突发差错 外界电磁干扰引起外界电磁干扰引起 特点：特点：幅度较大，相邻多位错误幅度较大，相邻多位错误 2、传输差错类型：传输差错类型：随机差错随机

7、差错+突发差错突发差错二进制码元在数据传输过程中被传错的概率二进制码元在数据传输过程中被传错的概率 Pe=Ne/N Pe:误码率误码率 Ne:被传错的码元数被传错的码元数 N:传输的二进制码元总数传输的二进制码元总数3、误码率、误码率（1）误码率是衡量系统正常工作状态下传输可靠性的参数）误码率是衡量系统正常工作状态下传输可靠性的参数 (2)对于一个实际的数据传输系统，不能笼统地说误码率越低对于一个实际的数据传输系统，不能笼统地说误码率越低越好，要根据实际传输要求提出误码率要求越好，要根据实际传输要求提出误码率要求 (3)如果传输系统传输的不是二进制码元，需要折合成二进制如果传输系统传输的不是二

8、进制码元，需要折合成二进制码元计算码元计算2.7.2.差错控制策略差错控制策略纠错码纠错码方案方案 为每个分组添加足够的冗余信为每个分组添加足够的冗余信息，以便在接收端发现并自动息，以便在接收端发现并自动纠正传输差错纠正传输差错 复杂，需要大量的成本和时间，复杂，需要大量的成本和时间，不适用于日常通信不适用于日常通信检错码方案检错码方案 分组仅包含足以使接收端发现分组仅包含足以使接收端发现错误的冗余信息，但不能确定错误的冗余信息，但不能确定传输差错的位置，不能自己纠传输差错的位置，不能自己纠正传输错误正传输错误 容易，高效，广泛使用，通过容易，高效，广泛使用，通过重发来纠正传输差错重发来纠正传

9、输差错奇偶检验奇偶检验差错控制：差错控制：有效地检测出错误，并进行纠正，从而提高通信信有效地检测出错误，并进行纠正，从而提高通信信道道 的传输质量的方法。的传输质量的方法。1、奇偶检验：、奇偶检验：在传输前，在数据后加奇偶位在传输前，在数据后加奇偶位 目的计算机重新计算奇偶位并与接收到目的计算机重新计算奇偶位并与接收到 的奇偶位相比较的奇偶位相比较 如果再者相同，无差错如果再者相同，无差错 如果两者不同，有差错如果两者不同，有差错奇检验奇检验:取奇偶位为取奇偶位为0或或1使使1的总数（包括奇偶位）是奇数的总数（包括奇偶位）是奇数 11001100011 11001100011SR校验位校验位校

10、验位校验位11偶检验偶检验:取奇偶位为取奇偶位为0或或1使使1的总数（包括奇偶位）是偶数的总数（包括奇偶位）是偶数 11001100011 11001100011 SR校验位校验位校验位校验位00 方法简单，检错能力差，不能检测出两个位或方法简单，检错能力差，不能检测出两个位或偶数位发生错误的情况，检错率最高达偶数位发生错误的情况，检错率最高达50%,50%,用于通用于通信要求较低的情况信要求较低的情况2.7.3 差错控制机制差错控制机制-反馈重发反馈重发 Automatic Request for Repeat，ARQ 源主机源主机 校验校验编码器编码器存储存储 发送器发送器反馈控制器反馈控

11、制器目的主机目的主机校验译校验译码器码器接收器接收器 SR反馈控制器反馈控制器信道信道停止等待方式停止等待方式连续工作方式连续工作方式拉回方式拉回方式选择重发方式选择重发方式ARQ 发送方在发送完一个数据帧后，要等待接收方的应答帧到来发送方在发送完一个数据帧后，要等待接收方的应答帧到来后，再发下一个数据帧后，再发下一个数据帧 已发送数据帧需暂时保留在发送方以备重发已发送数据帧需暂时保留在发送方以备重发 需要计时器，设置时间长度要长于需要计时器，设置时间长度要长于RTT的平均值的平均值 需对数据帧和需对数据帧和ACK进行编号以区分不同的数据帧和进行编号以区分不同的数据帧和ACK 协议简单协议简单

12、 系统通信效率低系统通信效率低特点：特点：连续工作方式连续工作方式持续发送分组，不需要停止等待持续发送分组，不需要停止等待 ACKBPttAACK拉回方式拉回方式 发送方可以连续向接收方发送数据帧，接收方对接收发送方可以连续向接收方发送数据帧，接收方对接收的数据帧进行校验，然后向发送方发回应答帧的数据帧进行校验，然后向发送方发回应答帧 发送方在接收到发送方在接收到 提示某数据帧发送错误的应答帧后，提示某数据帧发送错误的应答帧后，重发此帧及在该时间内已发的后续各帧重发此帧及在该时间内已发的后续各帧 需要计时器需要计时器选择重发基本思想：选择重发基本思想：发送端连续发送数据帧，如果在发送完编号发送端连续发送数据帧，如果在发送完编号为为n 的数据帧时，收到编号为的数据帧时，收到编号为m(mn)的数据帧的数据帧传送出错的否定性确认帧，则重发编号为传送出错的否定性确认帧，则重发编号为m 的数的数据帧，选择性重发完后，继续发送编号为据帧，选择性重发完后，继续发送编号为n+1的的数据帧数据帧