在整个传输过程中独占该通路。 • 电话系统的交换过程：
1. 通话前先拨号建立连接。 2. 通话过程中，通信双方一直占用所建立的连接。 3. 通话结束后，挂机释放连接。
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交换节点的作用
• 把一条传输线路转接到另一条传输线路，使它们 连通起来。
A(
B
( C(
(
(D ( (
(
13
电路交换的过程
• 建立电路连接 – 开始传输数据之前，首先在信源节点和信宿节点间，通 过呼叫建立一条由各个中间交换节点的分段连接所组成 的通信电路。
节点，所经过的中继节点并不关心数据的内容，只是把数据 从一个节点送到下一个节点，直至送到信宿节点为止。
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电路交换的优缺点
• 优点
– 通信实时性强。 一旦线路接通，数据直通，传输延迟时间短，适 用于交互式会话类通信。
– 数据传输可靠、迅速，保证按序传送。
• 缺点
– 独占电路和一组用户设备，其他用户不能利用。 – 电路交换的呼叫建立过程所花时间太长。 – 由于计算机和各种终端的传输速率不一样，很难使这些不同速率
• 中继节点转发数据的技术就是数据交换技术。
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电话的典型连接方式
• 通过电话交换机进行语音数据的转接。 • 传输过程是： 模拟话音 – PCM – PCM - 模拟话音
交换网络
PSTN
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PSTN的层次结构
• 公用交换电话网 PSTN (Public Switched Tel .Net) 分为三 级：
• 采用存储转发的技术：无建立电路的过程，接收方和发送方 无须同时工作，信道忙或接收方忙时中继节点可暂存报文；
• 线路利用率较高：不独占线路，信道可为多个用户的数据报 文所共享；
• 支持多点传输：一个信源节点可同时向多个目的节点发送同 一报文 ；
• 能进行速率与码型的转换：不同速率和码型的终端用户之间 可以进行数据传送。
• 数据传输 – 建立通信链路之后，就通过这条专用信道进行实时、双 向的数据传输。
• 释放电路连接 – 完成数据传输之后，必须释放占用的线路，即拆除信源 节点和信宿节点之间的物理连接。
14
电路交换的三个阶段
• 呼叫建立 信息传送 连接释放
Source
Signal Signal
Go Ahead
Destination
• 可以增加差错控制机制进行检错和纠错处理。确保报文有序 无误地传送。
23
报文交换的缺点
• 通过通信网络的延迟等待时间过长，不适合于实 时的或交互会话式的数据通信业务。如：语音交 换、终端与主机之间的通信等。
• 中继节点由具有存储能力的计算机担任，用户信息可以暂时 保存在中继节点上。
• 信源节点和信宿节点之间无需建立专用通道。信息传输的路
径既可以是固定的，
也可以在传输过程
中动态确定。
2
A
1
3
6
B
4
5
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中继节点的交换方式
• 在中继节点中的输入和输出端口之间没有直接 连线。
• 中继节点进行数据交换的过程：
• 中继节点转发数据的过程被称为数据交换。 •通信子网
•中继节点
•通信链路
4
网络中的交换设备
• 中继节点
通常为交
换设备，
1
具有多个
2
3
端口，分
别连接不
同的传输
N
线路。
Control
Connection of inputs to outputs
1 2 3
N
5
数据交换技术
1 3
2 4
• 从通信资源分配的角度来看，所谓“交换”就是按照某种 方式动态地分配传输线路的资源。
• 数据报 • 虚电路
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数Hale Waihona Puke 交换技术1. 数据交换技术概述 2. 电路交换 3. 存储转发交换 4. 虚电路交换与数据报交换
11
电路交换
• 电路交换（Circuit switching）是最早出现的一种交换方式， 也是应用最广泛的一种。
• 电路交换是实电路交换，是一种面向连接的直接交换方式。 • 要求通信双方在传输数据之前建立一条实际的物理通路，并且
– 把收到的数据先放入缓存（暂时存储）； – 查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转
发； – 把数据送到适当的端口转发出去。
20
报文交换与分组交换
• 存储转发交换分为报文（message）交换与分组 （packet）交换两种方式；
• 报文交换： 不管发送数据的长度是多少，都把它当作一个逻辑单元， 附上相应的控制信息，组成一个报文发送。
Signal
Message
Release
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电路交换的特点
• 通信子网中的中继节点是电子或机电结合的交换设备，仅完 成输入线路与输出线路的物理连接（如：电话交换机），不 能存储数据，无纠错能力。
• 它通过网络中继节点在两个工作站之间建立专用的物理信道。 • 在数据进行通信实现交换的过程中，数据从信源节点到信宿
• 分组交换： 限制一次传输数据的最大长度，如果传输数据超过规定的 最大长度，发送方就将它分成多个报文分组发送。
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报文和报文分组的结构
报文： 报文号 目的地址 源地址
数据
校验
报文分组： 报文号 报文分组号 目的地址 源地址 报文分组数据 校验
• 公用数据网采用的是分组交换技术。
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报文交换的优点
• 国际网、长途网 和本地网。
8
本地电话网的网络结构
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数据交换技术的分类
• 电路交换(Circuit Switching) • 存储转发交换(Store and Forward Switching )
– 报文交换(Message Switching) – 分组交换 (Packet Switching)
的设备互相通信。 – 双方数据通路建立连接以后，一旦出现了故障，都必须重新建立
连接。这对重要的与紧急的通信很不利。
• 综上所述，计算机的数据通信必须寻找其它的交换技术。
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数据交换技术
1. 数据交换技术概述 2. 电路交换 3. 存储转发交换 4. 虚电路交换与数据报交换
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存储转发交换
• 存储转发交换(Store and Forward Switching ) 利用传输链路中继节点的存储器来转发数据。
郑州大学软件学院
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主要内容
• 数据交换技术概述 • 电路交换 • 存储转发交换 • 虚电路交换与数据报交换
2
交换技术的引入
• 所谓交换，是在用户之间有目的地互相传递信息 (话音、文本、数据或图像)。
H1
交换机
H2
H1
H2
3
什么是数据交换
• 在数据通信系统中，通信的双方通常通过通信子网中的 中继节点的转发，将数据从源站点发送到目的站点。