2、数据交换技术详解
ACK
P1
HA
P1 P2
NA
P2
NE
P2
NB P1
P2
HB
NF
NG
数据报的特点:
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
在传输过程中,每个分组需要携带源地址和目的地址
2.6.4 虚电路方式:Virtual Circuit , VC
NC ND
HA
P4
NA
P3
NE
D1 P2 NF NG ACK
NB P1
HB
C2
虚电路连接 数据传输 虚电路释放
2、虚电路特点
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
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
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
报文结构
报文分组交换:长报文被 分为多个短的有限长度 分组,1
千或几千比特,每个分组分配分组号,在接收端所有分组按 序号重新组装为长的报文
报文号 分组号 目的地址 源地址 数据 校验
分组结构
2.6.3 数据报方式:Datagram,DC
分组交换:
数据报方式 虚电路方式
ACK
P1 NC
ACK
ND P1
2.6
数据交换技术
2.6.1 线路交换: Circuit Switching
NC ND
HA
NA
NE
NB
HB
NF
NG
结点B 结点A
主机A 结点C
结点D 主机B
线 路 交 换 三 步 骤
线 路 建 立
呼叫请求
呼叫应答 数 据 传 输 报文或分组
应答 线 路 释 放 释放请求
释放应答
线路交换特点:
在数据传输开始前建立连接,有一定延迟,但连接
码元计算
2.7.2. 差错控制策略
纠错码方案
奇偶检验
检错码方案
循环冗余编码
• 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 纠正传输差错
• 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 传输差错的位置,不能自己纠
正传输错误
• 复杂,需要大量的成本和时间, 不适用于日常通信 • 容易,高效,广泛使用,通过 重发来纠正传输差错
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
选择最佳路径通过通信子网
平衡网络栽荷
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
可使用优先级
存储转发分类:
报文交换:无论数据有多长,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
报文号 目的地址 源地址 数据 校验
每个节点支持多条虚电路连接
2.7、 差错控制Fra bibliotek 2.7.1、传输差错
1、传输差错定义:接收数据和发送数据
不一致的现象
主机 数据
信道
数据 + 噪声
目的主机
噪声
热噪声: 随机噪声
随机差错
传输介质的电子热运动产生 特点:时刻存在、幅度小、强度与频率无关,
噪声
频谱宽,一位错误
脉冲噪声: 突发噪声
外界电磁干扰引起
突发差错
特点:幅度较大,相邻多位错误
2、 传输差错类型: 随机差错+ 突发差错
3、误码率
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 Ne: 被传错的码元数 N: 传输的二进制码元总数
(1)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 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
差错控制:有效地检测出错误,并进行纠正,从而提高通信信 道 的传输质量的方法。
1、奇偶检验:
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 的奇偶位相比较 如果再者相同,无差错 如果两者不同,有差错
奇检验: 取奇偶位为0或1使1的总数(包括奇偶位)是奇数
S
110011000111
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 效率低 不能存储数据 不能平滑通信流量 不能进行差错控制
2.6.2 存储转发交换方式: Store-and –forward exchanging
待传输数据 数据 单元
源主机地址 目的主机地址 控制信息 接收 报文
或
分组
差错检测
通信子网 通信控制处理器:CCP 存储 路由选择 传输
连续工作方式
持续发送分组,不需要停止等待 ACK
B
t
A
t
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
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 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 需要计时器
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
为n 的数据帧时,收到编号为m (m<n)的数据帧
传送出错的否定性确认帧,则重发编号为m 的数
据帧,选择性重发完后,继续发送编号为n +1的
数据帧
校验位
R
110011000111
校验位
偶检验:取奇偶位为0或1使1的总数(包括奇偶位)是偶数
S
11001100011 0
校验位
R
11001100011 0
校验位
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50%, 用于通
信要求较低的情况
2.7.3
差错控制机制------反馈重发
Automatic Request for Repeat,ARQ
S R
源主机
校验 编码器
发送器
信 道
接收器
校验译 码器
目的主机
存储
反馈控制器
反馈控制器
停止等待方式
ARQ
连续工作方式
拉回方式
选择重发方式
特点:
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
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RTT的平均值 需对数据帧和ACK进行编号以区分不同的数据帧和ACK 协议简单 系统通信效率低