数据交换技术
数据交换技术
2.2数据互换技术教学目的:规定理解电路互换、报文互换和分组互换技术的概念，工作原理和各自的特点。
教学重难点：1、电路互换技术的工作原理和特点。
2、报文互换技术的工作原理和特点。
3、分组互换技术（虚电路分组互换和数据报分组互换）的工作原理和特点。
4、各种数据互换技术的性能比较。
课题导入：前面我们学习了信号的编码，知道了数字数据的数字信号编码和模拟信号编码以及模拟数据的数字信号编码，那么数据通过编码后在通信线路上进行传输的最简朴形式，是在两个互连的设备之间直接进行数据通信。
但网络中所有的设备并不是两两相连的，而是通过中间节间，而中间结点并不关心所传数据的内容，而是提供一种互换技术，这就是我们今天要学习的新内容。
一、电路互换(Circuit Switching)电路互换(Circuit Switching)是在两个站点之间通过通信子网的结点建立一条专用的通信线路，这些结点通常是一台采用机电与电子技术的互换设备(例如程控互换机)。
也就是说，在两个通信站点之间需要建立实际的物理连接，其典型实例是两台电话之间通过公共电话网络的互连实现通话。
电路互换实现数据通信需通过下列三个环节：一方面是建立连接，即建立端到端(站点到站点)的线路连接；另一方面是数据传送，所传输数据可以是数字数据(如远程终端到计算机)，也可以是模拟数据(如声音)；最后是拆除连接，通常在数据传送完毕后由两个站点之一终止连接。
电路互换的优点是实时性好，但将电话采用的电路互换技术用于传送计算机或远程终端的数据时，会出现下列问题：①用于建立连接的呼喊时间大大长于数据传送时间(这是由于在建立连接的过程中，会涉及一系列硬件开关动作，时间延迟较长，如某段线路被其他站点占用或物理断路，将导致连接失败，并需重新呼喊)；②通信带宽不能充足运用，效率低(这是由于两个站点之间一旦建立起连接，就独自占用实际连通的通信线路，而计算机通信时真正用来传送数据的时间一般不到10%，甚至可低到1%)；③由于不同计算机和远程终端的传输速率不同，因此必须采用一些措施才干实现通信，如不直接连通终端和计算机，而设立数据缓存器等。
第二章 数据交换
例：假如H1站有3个分组报文要发送到H3站，且按1、2、3 次序发送到结点A。 结点A必须对每个数据报作出路径选择。当数据报1进 入时，结点A测定到去B的队列比去结点F的队列短，因 此选择去结点B的路径； 数据报2也是如此； 对数据报3，结点A发现去结点F的队列短，因此把数据 报3发送到结点F。 结果： 具有同样目的地址的数据报不能遵循同样的路径，有 可能数据报3比数据报2先到达结点C； 三个数据报不能按顺序到达H3，即对到达H3站的数据 报要重新排序。
第2章 物理层 --数据交换技术
问题的提出：在解决了数据的编码与传 输等基本问题后，接下来要考虑的是： 数据是如何通过通信子网，实现资源子 网中两台计算机间的数据交换的？ 几种数据交换技术 ATM技术
远程传输网络，不可能铺设用户到用户的线 路，因此产生了交换技术。 交换技术是指数据被从设备的一个端口送到 另一个端口所采用的技术。 电路交换 报文交换 分组交换 高速交换技术
ATM技术基本概念
ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)即异步传输 模式,就是国际电信联盟ITU-T制定的标准,现已成为 实现B-ISDN的核心技术. ATM是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织 成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要 周期性出现，这种传输模式是异步的。 ATM信元是固定长度的分组，共有５３个字节，分 为２个部分。前面５个字节为信头，主要完成寻址 的功能；后面的４８个字节为信息段，用来装载来 自不同用户，不同业务的信息。
ATM技术基本概念
话音，数据，图象等所有的数字信息都 要经过切割，封装成统一格式的信元在 网中传递，并在接收端恢复成所需格式 由于ATM技术简化了交换过程，去除了 不必要的数据校验，采用易于处理的固 定信元格式，所以ATM交换速率大大高 于传统的数据网，如x.25，DDN,帧中继 等
高中信息技术《数据交换技术》教案
高中信息技术《数据交换技术》教案一、教学目标1. 理解数据交换技术的概念及其重要性。
2. 掌握数据交换技术的基本原理和常见方式。
3. 能够分析实际场景中的数据交换问题，并提出相应的解决方案。
二、教学内容1. 数据交换技术的概念与重要性2. 数据交换技术的基本原理3. 常见数据交换方式及其比较4. 实际场景中的数据交换问题及解决方案三、教学重点与难点1. 教学重点：数据交换技术的概念、基本原理及常见方式。
2. 教学难点：实际场景中的数据交换问题及解决方案的提出。
四、教学方法1. 讲授法：讲解数据交换技术的概念、基本原理和常见方式。
2. 案例分析法：分析实际场景中的数据交换问题，引导学生提出解决方案。
3. 小组讨论法：分组讨论，分享不同场景下的数据交换问题和解决方案。
五、教学准备1. 课件：制作包含数据交换技术概念、原理和案例的课件。
2. 案例素材：收集不同场景下的数据交换问题及解决方案。
3. 教学工具：电脑、投影仪等。
【课堂导入】（教师通过引入实际案例，如电子商务、社交媒体等，引发学生对数据交换技术的兴趣，从而引入本节课的主题。
）【新课讲解】1. 数据交换技术的概念与重要性（讲解数据交换技术的定义，以及其在现代社会中的重要性）2. 数据交换技术的基本原理（讲解数据交换的基本原理，如电路交换、分组交换、报文交换等）3. 常见数据交换方式及其比较（介绍常见的数据交换方式，如电路交换、分组交换、报文交换等，并比较它们的优缺点）【案例分析】1. 分析实际场景中的数据交换问题（展示不同场景下的数据交换问题，如网络购物、社交软件等）2. 引导学生提出解决方案（引导学生根据所学知识，提出解决问题的方案）【小组讨论】1. 分组讨论（学生分组讨论，分享各自提出的解决方案）【课堂小结】【课后作业】1. 复习本节课的内容，整理笔记。
2. 选择一个实际场景，分析其数据交换问题，并提出解决方案。
六、教学活动1. 课堂讲解：教师通过多媒体课件，生动形象地讲解数据交换技术的基本原理和常见方式。
高中信息技术《数据交换技术》教案
高中信息技术《数据交换技术》教案一、教学目标1. 了解数据交换技术的基本概念及其重要性。
2. 掌握数据交换的两种基本方式：电路交换和分组交换。
3. 理解数据交换技术在现代通信中的作用。
4. 学会分析实际问题，运用数据交换技术解决问题。
二、教学重点与难点1. 教学重点：数据交换技术的基本概念、电路交换与分组交换的特点及应用。
2. 教学难点：数据交换技术在实际应用中的原理和操作。
三、教学方法1. 采用案例分析法，以实际应用为例，引导学生了解数据交换技术的基本概念及作用。
2. 利用对比法，让学生明白电路交换与分组交换的区别和应用场景。
3. 采用问题驱动法，引导学生主动探究数据交换技术在实际问题中的应用。
四、教学准备1. 准备相关案例资料，用于讲解数据交换技术的实际应用。
2. 制作电路交换与分组交换的对比表格，方便学生理解。
3. 准备一些实际问题，用于引导学生运用数据交换技术进行分析。
五、教学过程1. 导入：通过一个实际案例，让学生了解数据交换技术在现代通信中的重要性。
2. 讲解：介绍数据交换技术的基本概念，讲解电路交换与分组交换的特点及应用。
3. 分析：让学生分析实际问题，运用数据交换技术进行解决。
4. 讨论：分组讨论，让学生分享自己解决问题的方法和经验。
5. 总结：对本节课的内容进行总结，强调数据交换技术在实际应用中的重要性。
6. 作业：布置一些有关数据交换技术的练习题，巩固所学知识。
六、教学延伸1. 介绍数据交换技术的发展历程，让学生了解其演变过程。
2. 探讨数据交换技术在未来通信领域的发展趋势。
七、教学案例1. 以一个具体的数据交换应用场景为例，如电子邮件、电话通信等，让学生了解其背后的数据交换技术。
2. 分析案例中数据交换技术的应用原理和过程。
八、课堂互动1. 设计一些有关数据交换技术的问题，引导学生进行思考和讨论。
2. 组织学生进行小组竞赛，看哪个小组能更好地运用数据交换技术解决问题。
九、课后作业1. 让学生结合所学内容，选取一个实际应用场景，分析其数据交换技术的应用。
简述各种数据交换技术
简述各种数据交换技术1 数据交换技术数据交换技术是一种利用计算机网络技术来实现应用间传输信息的手段，它对用户的计算机和应用是透明的，可以将远程计算机各类文本文件、图形几何图形等进行数据格式化传输和控制。
数据交换技术是由特定的协议组成的，这些协议可以实现不同的用例，如文件传输、转储文件、在线交互和流数据交互等。
下面概述了几种数据交换技术：1.1 FTP文件传输协议（FTP）是一种允许各种类型文件在不同的计算机系统之间传输的网络协议，它集成了许多功能例如登录认证的安全机制和文件管理系统。
1.2 SFTP安全文件传输协议（SFTP）使用SSH协议来为FTP协议提供安全性，它包括了与FTP协议类似的功能及其它功能。
和FTP一样，SFTP 协议可用于传输由服务器上的任何文件。
1.3 HTTP超文本传输协议（HTTP）是一种属于应用层协议，是由Web浏览器（HTTP客户）和Web服务器（HTTP服务器）之间的一个双向通信协议，它负责携带我们在 Internet 中各种资源的传输，它可以实现一对一的文件传输和一组客户端传递文件的多对一的传输。
1.4 SMTP简单邮件传输协议（SMTP）是一种确定如何以文本方式传输电子邮件报文（mail messages）的标准，它可以跨越不同网络之间，使电子邮件报文可以正确到达任何地方。
1.5 ETLExtract-Transform-Load（ETL）是一种处理数据的常见方式，它的作用是从特定的源提取数据，对数据进行清洗、转换和聚合，然后将其加载到目标系统中，例如数据仓库或关系数据库等。
以上为几种常见的数据交换技术，它们可以灵活的实现不同类型的数据交换，是实现企业IT系统无缝集成的关键技术。
数据交换技术及差错控制概述
▪ 例如：建立连接的时间为0.5s，计算机以1Mb/s的速率发送 10KB。线路利用率＝？
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▪ 电话网络中的电路交换
呼叫时建立的 物理铜质连接
交换局
▪ 电路交换也能在多路复用信道上实现
• 在物理线路的Βιβλιοθήκη 个信道上建立连接数据交换技术及差错控制
▪ 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 线路又可分配给其他用户。
▪ 最初的交换：人工转接交换
▪ 为什么要采用交换技术？
• 节省线路投资，提高线路利用率。
▪ 实现交换的方法主要有：电路交换、报文 交换和分组交换。
• 整个报文（Message）作为一个整体一起发送。
• 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，且对存储容量要求较高； ▪ 出错后整个报文全部重发。
• 类比：下载时若无断点续传功能，一旦出错你会怎样做？
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▪ 电路交换
• 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：数据传输前需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。
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第6讲数据交换技术
力。
传输介质
❖ 有线传输介质 同轴电缆 • 粗缆 • 细缆 双绞线 • 屏蔽双绞线 • 非屏蔽双绞线 光纤 • 多模光纤 • 单模光纤
❖ 无线电信道 微波通信 红外通信 卫星通信 蓝牙 蜂窝无线通信
数据报分组交换的特点
• 同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网； • 同一报文的不同分组到达目的节点时可能出现乱序、重复或
丢失现象； • 每一个报文在传输过程中都必须带有源节点地址和目的节点
地址；
存储转发交换
❖ 虚电路分组交换
虚电路就是两个用户的终端设备在开始互相发送和接收数据之前需要 通过通信网建立逻辑上的路径。
电路交换
❖电路交换（Circuit Switching）也称为线路交 换。
❖ 交换机负责在两个通信站点之间建立一条物理的 固定传输通路，直到通信完毕后再拆除。
❖ 电路交换的三个阶段电路建立、数据传பைடு நூலகம்和电路 拆除。
❖ 优点：通信实时性强，适用于交互式会话通信。 ❖ 缺点：对突发性通信不适应，系统效率低；系统
❖ 存储转发交换方式可分为：报文交换和报文分组 交换。
存储转发交换
❖报文交换（Message Switching）
以报文为单位发送信息。报文就是计算机一次性要发 送的数据块，其长度不限且可变。
报文包括三部分内容：报头、报文正文和报尾。报头 由发信站地址、终点收信站地址及其他辅助信息组成。
存储转发交换
奇偶校验码
❖ 奇偶校验码是通过增加冗余位来使得码字某些位 中“1”的个数保持为偶数（或奇数）的编码方法。 异步通信系统使用了两种奇偶校验方法，即偶校 验和奇校验。
8第八章数据交换技术详解
2．分组交换原理
分组交换方式可以进一步分成
提供数据报服务的分组交换和提供 虚电路服务的分组交换。分别简称
为数据报(DG, Data Gram)和虚电 路(VC，Virtual Circuit)，在计算
PAD完成 拆装功能
机网络中有时又把它们 称为无连接服务(Con-
nectionless Service)和面向连 接服务(Connection Oriented)。
所谓虚电路方式．就是在传送用户数据前先要通过发送呼
叫请求分组建立端到端之间的虚电路；一旦虚电路建立后，属
于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送。最后通过呼叫 清除分组来拆除虚电路，如图8-7所示。
1．虚电路的建立
2．虚电路的特点
虚电路是在数据传送之 前建立起来的一条站与站之
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间路径，但并不像电路交换有一条专用的线路。分组在每个节 点上仍然需要缓冲，并在线路上进行输出排队。各个节点不需 要为每个分组作路径选择判定。
一、分组交换工作原理
分组交换也称包交换，它采用了报文交换的“存储-转发” 方式，但它改变了报文交换以报文为单位的交换办法，它把报文 分成许多比较短的并被规格化的小包(“分组”)进行交换和传输， 如图8-4所示。
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1．分组长度选取
分组长度以16~4096B之间的2nB为标准分组长度，一般 选用的分组长度为128B，不超过256B(不包括组头)。分组头 长度为3~10B。
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4．虚电路与数据报的比较
① 分组头；
数据报方式的每个分组头要包含详细的目的地址，而虚电路方式由于预先已
建立逻辑连接，分织头中只含有对应于所建立的虚电路的逻辑信道标识。
② 选路
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假设：我们要到上海海洋馆参观，那我们就要借助一些交通工具，比如先做长途汽车到达中兴路汽车站，然后在火车站座地铁，到达海洋馆附近的地铁站点，最后步行到达海洋馆，其间我们要通过若干个中转点才能到达目的地。
计算机世界中也是如此，发送方和接收方通信也是如此，必须经过若干个中间节点的转接，这就是今天我们要学的数据交换技术。
一、数据交换技术
数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换
1、电路交换技术
【实例】：打电话
2、报文交换技术
【实例】：发电报
3、分组交换技术
【实例】：IP电话
二、几种交换技术的比较
(1)电路交换。
在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。
在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。
(2)报文交换。
报文从源点传送到目的地采用"存储一转发"的方式,在传送报文时，一个时刻仅占用一段通道。
在交换节点中需要缓冲存储,报文需要排队,故报文交换不能满足实时通信的要求。
(3)分组交换。
交换方式和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送,在数据报分组交换中，目的地需要重新组装报文，分组交换技术是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。
假设：我们要到上海海洋馆参观，那我们就要借助一些交通工具，比如先做长途汽车到达中兴路汽车站，然后在火车站座地铁，到达海洋馆附近的地铁站点，最后步行到达海洋馆，其间我们要通过若干个中转点才能到达目的地。
计算机世界中也是如此，发送方和接收方通信也是如此，必须经过若干个中间节点的转接，这就是今天我们要学的数据交换技术。
一、数据交换技术
数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换
1、电路交换技术
【实例】：打电话
2、报文交换技术
【实例】：发电报
3、分组交换技术
【实例】：IP电话
二、几种交换技术的比较
(1)电路交换。
在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。
在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。
(2)报文交换。
报文从源点传送到目的地采用"存储一转发"的方式,在传送报文时，一个时刻仅占用一段通道。
在交换节点中需要缓冲存储,报文需要排队,故报文交换不能满足实时通信的要求。
(3)分组交换。
交换方式和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送,在数据报分组交换中，目的地需要重新组装报文，分组交换技术是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。
二、IP地址的格式
1、传统的IP地址是由32个二进制位(bit)组成，分为4段（每段8个二进制位），每段用十进制数(0～255)来表示，各个数之间以圆点来分隔。
每个IP地址有两部分组成，即网络标识和主机标识。