2.5.2－数据交换技术
?数据在各节点间的数据传输过程称为数据交换。
?网络中常用的数据交换技术可分为两大类：线路交换和存储转发交换。 ?存储转发交换技术又可分为报文交换和分组交换。 ?
2.5.2－线路交换方式
?Circuit Exchanging
?两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，必须在通信子网中建立一个实际物理线路连接。 ?过程：线路建立、数据传输、线路释放 ?
2.5.2－线路交换原理
2.5.2－线路交换特点
?是物理连接，专用，实时。 ?不适应突发性通信，效率低。 ?无存储功能（透明）。 ?无传输纠错能力。
2.5.3－报文交换方式
?所谓报文就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。 ?存储转发方式
?Store and Forward Exchanging
?将发送数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成数据单元（报文或报文分组），
由通信控制处理器完成数据接收、差错校验、存储、路选和转发。
?
2.5.3－存储转发原理
2.5.3－存储转发特点
?共享信道，线路利用率高
?动态选择，平滑交通量，系统效率高 ?差错检验和纠错功能
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?延迟时间长且不定，不适合对实时性要求强的传输 ?通信不可靠、失序。
2.5.3－存储转发分类
? 按交换内容分：
?报文交换 Message Exchanging ?报文分组交换 Packet Exchanging ? 按传输技术分：
?数据报方式 DG Datagram
?虚电路方式 VC Virtual Circuit
2.5.4－分组交换
?数据交换新要求：
?能适应从很低到很高范围内的不同速率的交换，以满足不同用户的需； ?有尽量快的接续速度
?要适应用户实时通信的要求，网络延时要小 ?有高的传输准确性 ?适应多样化数据业务
2.5.4－分组交换原理
?分组交换方式是吸取报文交换方式的优点，仍然采用―存储-转发‖的方式
?把报文―裁成‖若干比较短的、规格化的―分组‖（或称包Packet）进行交换和传输 ?发送站将一个长报文分成多个报文分组，接收站再将多个报文分组按顺序重新组织成一个长报
文
?分组交换技术在实际应用中，可以分成数据报方式和虚电路方式
2.5.4－报文与报文分组结构
2.5.4－数据报方式
? 数据报是报文分组存储转发的一种形式。分组传输过程中，源主机与目的主机不需事先
建立―线路连接‖。每个分组独立选择路径，从源主机达到目的主机。
2.5.4－数据报方式工作原理
2.5.4－数据报方式特点
?不同分组通信路径不同
?分组传输可能乱序、重复、丢失 ?数据必须带源、目的地址、分组编号 ?传输延迟大
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?适用突发通信，不适用会话、长报文
2.5.4－虚电路方式
?虚电路方式是将线路交换与数据报方式结合起来，发挥两者的优点。分组发送之前，需建立一
条逻辑连接的虚电路。
?过程：虚电路建立、数据传输、虚电路拆除
2.5.4－虚电路方式工作原理
2.5.4－虚电路方式特点
?分组发送前，需建立逻辑连接
?分组沿虚电路顺序传输，不会乱序、重复、丢失 ?结点只做差错检测，不选路径
?每个结点可与任何结点建立多条虚电路（电路不是专用的）连接
2.6 差错控制技术
? 通过信道后，接收数据与发送数据不一样的现象称为传输差错。检验和纠正差错的
方法称差错控制技术。
2.6.1－ 例题
?设有一线路使用PCM和TDM技术供30路采样声音信号在一个通道上复用，帧结构为：两个
字节的帧首字符、30路采样数据和两个字节的帧尾字符；每次采样用8位表示，每秒采样8000次；问线路数据速率最小为多少？
?线路数据速率最小为：（（2+30+2）*8bit）/（1/8000）s=2.176Mbps
2.6.1－差错控制原因与类型
?原因：噪声
?类型 热噪声：随机噪声，时刻存在。
冲击噪声：电磁干扰，突发。
2.6.1－噪声造成差错 2.6.1－误码率定义
?误码率
?误码率是衡量数据传输系统正常工作情况下传输可靠性的参数。 ?合理控制系统误码率
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?计算机通信要求 Pe < 10-9 ?普通Modem， Pe > 10-6
2.6.1－差错控制的两种方案
?纠错码方案
让每个传输的分组带上足够的冗余信息，以便在接收端发现并自动纠正传输差错。
?检错码方案
让分组带上足够发现差错的冗余信息，但不能确定哪一比特错误，也不能自动纠正传输差错。
2.6.2－差错控制编码
?奇、偶检验
? 校验代码中0和1的个数 ? 简单，检错能力差。 ?循环冗余
? 多项式对比，常用方法 ? 实现容易，纠错能力强
2.6.2－奇、偶校验
?分奇校验、偶校验；水平、垂直 ?以水平奇校验为例：
ASCII码，第一位检验位，后7位字符
统计―1‖个数，若为偶数，检验位置―1‖，若为奇数，?可检验传输过程中的一位出错。
2.6.2－水平垂直（矩阵）冗余校验
奇偶校验位 字符1 1 0 0 1 1 0 0 0 字符2 1 0 0 0 0 1 0 1 字符3 1 0 1 0 0 1 0 0 字符4 1 0 0 1 0 0 0 1 字符5 1 0 1 0 0 0 0 1 字符6 1 0 0 0 0 0 1 1 方块校验码 1 1 1 1 0 1 0 1
?发现一位、二位、三位错误和纠错 ?此例采用奇校验
2.6.2－ CRC工作原理
? CRC Cyclic Redundancy Code
检验位置―0‖24
?CRC码检错能力强，且容易实现，是目前最 广泛的检错码编码方法之一 ?在计算机网络中，CRC被广泛采用 ?多项式和比特串的对应关系
比特串
10010101110可被解释成 2.6.2－循环冗余码工作流程 2.6.2－理论依据
?（n,k)码
n位，k位有效数据位，n-k位冗余
?线性（分组）码，线性码
冗余部分由其有效数据位经模2加算出
?循环码
集合C中任一码字循环右移仍在集合中
?码字多项式 V(X)=Vn-1Xn-1
+ Vn-2Xn-2+…..+V21X+V0
Vi=0或1，110对应X+X 2.6.2－ G(x)多项式
?在采用CRC检错方法中， 发送方和接收方使用的G(x)要一致 ?生成多项式由协议规定，其数学严密性已得到论证 ?CRC12=
?CRC16= （IBM公司） ?CRC16= （CCITT） ?CRC32=
2.6.2－ CRC 校验实例
?F(X) 110011（6bit） X5+X4+X1+1 ??
G(X) 11001(5bit,K=4) X4+X3+1
移4位 1100110000 X9+X8+X5+X4
?异或运算,模2算法 ?R(X) 1001
?实际传送 110011 1101
?正确接收，必能为同G(X)整除
2.6.2－ CRC 检错方法特点
?全部单个错 ?全部离散两位错 ?全部奇数个错
?长度小于等于K个突发错 ?大部分K+1位突发错
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