1、2.7通信模式：2.7.1并行通信和串行通信在計算機內(nèi)部組件之間、計算機和外部設(shè)備之間以及計算機(或終端)之間傳輸信息。有兩種通信模式：并行通信和串行通信。這是計算機網(wǎng)絡(luò)通信中的兩種基本通信方式。通常，并行通信用于計算機內(nèi)部組件之間或短距離的數(shù)據(jù)傳輸，而串行通信通常用于計算機之間或計算機與遠程終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)的并行傳輸，其中并行通信數(shù)據(jù)在多個并行信道上成組同時傳輸。并行通信具有速度快的優(yōu)點，但發(fā)送方和接收方之間有多條線路，導(dǎo)致成本高，僅適用于短距離高速通信。數(shù)據(jù)的串行傳輸，串行通信數(shù)據(jù)流以串行方式在一個通道中傳輸，由于計算機采用并行通信，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，計算機中的字符應(yīng)由并行轉(zhuǎn)換為串行

2、，然后在接收端由串行轉(zhuǎn)換為并行到計算機的字符結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)串行通信。串行通信串行通信的優(yōu)點是接收方和發(fā)送方只需要一個傳輸通道，易于實現(xiàn)，成本低，但速度慢。通信線路是點對點連接的。點對點連接是發(fā)送端和接收端之間的線路連接。使用的線路可以是專用線路、租用線路或交換線路。使用租用線路或交換線路的連接模式適用于在地理上分散的站之間傳輸數(shù)據(jù)，例如，通過公共交換電話網(wǎng)實現(xiàn)點對點連接。通信線路的連接方式為多點線路，分支通信分支通信由一臺主機和多個終端通過一條公共通信線路連接而成。主計算機是控制站(也稱為主站)，主站負責(zé)向每個從站發(fā)送控制和接收信息。主站采用輪詢/選擇技術(shù)來控制從站。通信線路的連接方式為多點線

3、路。當(dāng)主站想接收信息時，采用輪詢技術(shù)，即主站準(zhǔn)備好接收后，詢問每個從站是否輪流發(fā)送信息。如果是，從站發(fā)送信息，主站接收信息。一個從站發(fā)送信息后，主站詢問下一個從站。如果沒有，主站繼續(xù)詢問下一個從站是否發(fā)送信息。通信線路的連接方式為多點線路。當(dāng)主站想向一個或多個從站發(fā)送信息時，采用選擇技術(shù)，即主站選擇詢問需要接收信息的從站是否準(zhǔn)備好接收，并在從站接收到準(zhǔn)備好的應(yīng)答信息時發(fā)送信息。通信線路的連接方式是多點線路。(2)集中通信集中通信是一種通信方式，其中終端集中在使用集線器的地方，首先集中這些終端，然后通過高速線路與主機通信。當(dāng)終端向主機發(fā)送信息時，信息在被發(fā)送到主機之前在集線器中被存儲和處理。當(dāng)主

4、機向終端發(fā)送信息時，也應(yīng)該在發(fā)送到終端之前在集線器中存儲和處理。主機、集線器、信道的通信方式是單工通信，這意味著通信信道是單向的，數(shù)據(jù)信號只能單向傳輸，發(fā)送方只能發(fā)送而不能接收，接收方只能接收而不能發(fā)送，信號傳輸方向不能隨時改變。無線電廣播和電視屬于單向通信。半雙工通信意味著信號可以在兩個方向上傳輸，但一個信道只能同時在一個方向上傳輸，即兩個方向上的傳輸只能交替進行，而不能同時進行。當(dāng)改變傳輸方向時，有必要通過切換裝置進行切換。半雙工信道適用于通話通信，如公安系統(tǒng)使用的“對講機”和軍隊使用的“對講機”。Th例如，電話。電路交換，也稱為電路交換，是一種直接交換模式，它在需要通信的一對節(jié)點之間提供

5、臨時專用信道，即專用傳輸信道，它可以是物理信道，也可以是邏輯信道(使用時分或頻分復(fù)用技術(shù))。該信道通過節(jié)點內(nèi)部電路對節(jié)點間傳輸路徑的正確選擇和連接來完成。它是由多個節(jié)點和節(jié)點間的傳輸路徑組成的鏈路。2.8切換模式，電路切換的特點，有必要現(xiàn)在建立連接，然后進行通信。建立和拆除連接需要很長時間，有效通信效率低。通信線路利用率低。一旦電路建立，數(shù)據(jù)以固定的速率傳輸，除了傳輸鏈路的延遲之外，沒有其它延遲，這適用于實時大容量數(shù)據(jù)傳輸。電路交換，適用于實時大規(guī)模連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸。不同類型、規(guī)格和速率的終端很難相互通信。不夠靈活，一旦通信過程中出現(xiàn)故障，就需要建立新的連接。回顧電路交換的特點，兩部電話只能用一對

6、電線連接。更多的電話相互連接，5部電話成對連接，需要10對電線。N部電話成對連接，需要N(N 1)/2對電線。當(dāng)電話數(shù)量較大時，這種連接方法所需的線對數(shù)量與電話數(shù)量的平方成正比。使用開關(guān)。當(dāng)電話數(shù)量增加時，需要使用交換機來完成整個網(wǎng)絡(luò)的交換任務(wù)。交換，意思是“交換”，這里，“交換”的意思是：把一條電話線交換到另一條電話線上來連接它們。從通信資源分配的角度來看，“切換”意味著以某種方式動態(tài)地分配傳輸線路資源。電路切換的特性，電路切換必須面向連接。電路切換有三個階段：建立連接和釋放連接。例如，A和B呼叫通過四個交換機在從A到B的連接上進行。，用戶線分析，中繼線，中繼線，B，D，C，A，電路交換必須

7、面向連接，兩個用戶在整個通話時間內(nèi)總是占用端到端的固定傳輸帶寬。數(shù)據(jù)通過綁定一起發(fā)送。電話交換機適合計算機嗎？計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性，導(dǎo)致通信線路利用率低。消息交換、數(shù)據(jù)交換技術(shù)、低實時要求的數(shù)據(jù)信息存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。傳輸節(jié)點可以先存儲傳輸?shù)男畔⒉⑦M行必要的處理，然后在信道空閑時將信息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個節(jié)點。如果下一個節(jié)點仍然是傳輸節(jié)點，它將仍然存儲信息并繼續(xù)向目標(biāo)節(jié)點移動。這種數(shù)據(jù)交換模式存儲要在中轉(zhuǎn)節(jié)點傳輸?shù)男畔ⅲ⑼ㄟ^緩沖區(qū)將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點，稱為存儲交換或存儲轉(zhuǎn)發(fā)。在報文交換和報文交換、報文交換中，數(shù)據(jù)交換技術(shù)以報文為數(shù)據(jù)交換單元，報文攜帶目標(biāo)地址和源地址等信息。通過在交換節(jié)點使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)傳輸模式

8、，數(shù)據(jù)被逐步傳輸?shù)侥繕?biāo)計算機或終端。數(shù)據(jù)交換技術(shù)消息交換，消息交換，消息交換功能：消息交換不需要預(yù)先為雙方建立專用通信線路，不存在連接建立延遲，用戶可以隨時發(fā)送消息。因為存儲轉(zhuǎn)發(fā)傳輸模式。通信雙方不固定占用一條通信線路，而是在不同的時間占用這條物理路徑，從而大大提高了通信線路的利用率。數(shù)據(jù)交換技術(shù)報文交換，對于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信，報文交換技術(shù)應(yīng)用廣泛；在報文交換中，每條報文由傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和報頭組成，報頭包含源地址和目的地址。節(jié)點根據(jù)報頭中的目標(biāo)地址為消息選擇路徑。并相應(yīng)地處理接收和發(fā)送的消息。在消息交換模式下沒有撥號呼叫，消息頭控制它到達目的地。消息交換的優(yōu)點： (1)它可以提高線路的利用率，不像電路

9、交換網(wǎng)絡(luò)，只要節(jié)點空閑，就經(jīng)常有占用線路的問題。(2)溝通時，雙方都不需要在場。(3)一條消息可以同時發(fā)送到多個目的地。(4)當(dāng)有大量通信時，信息將被延遲，而不是被拒絕。2.消息交換的缺點(1)傳輸數(shù)據(jù)存在延遲，因此這種方法不適用于具有實時性和會話的通信系統(tǒng)。(2)當(dāng)中間節(jié)點接收到太多數(shù)據(jù)而無法及時存儲或轉(zhuǎn)發(fā)時，就會丟失消息，影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。分組交換技術(shù)也屬于存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換技術(shù)。它將一條消息分成幾個較小的包，每個包的長度都有一個上限。發(fā)送方將消息分成幾個包后，每個包都有一個號碼。在每個分組被存儲并由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)到目的地節(jié)點之后，目的地節(jié)點根據(jù)分組號重組消息。在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，已經(jīng)定義了兩種

10、不同的方法來管理傳輸?shù)姆纸M流，即兩種分組交換服務(wù)：數(shù)據(jù)報和虛擬電路。數(shù)據(jù)交換技術(shù)分組交換1。數(shù)據(jù)報在數(shù)據(jù)報模式下，每個數(shù)據(jù)包的傳輸都是單獨處理的，就像消息交換中的消息一樣。每個數(shù)據(jù)包被稱為一個數(shù)據(jù)報，每個數(shù)據(jù)報本身攜帶足夠的地址信息。收到數(shù)據(jù)報后，節(jié)點根據(jù)數(shù)據(jù)中的地址信息和節(jié)點中存儲的路由信息選擇合適的路徑，并將數(shù)據(jù)報原樣發(fā)送到下一個節(jié)點，直到到達目的地。如圖2-26所示。因此，當(dāng)一個節(jié)點想要發(fā)送一條消息時，該消息首先被分成帶有序列號和地址信息的多個數(shù)據(jù)報，這些數(shù)據(jù)報被依次發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。此后，每個數(shù)據(jù)報所采用的路由可能不再相同，因為每個節(jié)點在任何時候都是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和故障來選擇路由的，所以無

11、法保證每個數(shù)據(jù)報都能按順序到達目的地，有些數(shù)據(jù)報甚至?xí)谕局衼G失。到達目的節(jié)點后，根據(jù)組序列號重組每個組。圖2-26:數(shù)據(jù)報交換中沒有電路的呼叫建立過程，但應(yīng)該為每個數(shù)據(jù)報進行路由。虛電路在虛電路模式下，為了傳輸數(shù)據(jù)，應(yīng)該在網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點和目的節(jié)點之間建立邏輯路徑。如圖2-27所示。圖2-27虛擬電路切換。2.虛擬電路假設(shè)節(jié)點A有一個或多個分組要發(fā)送到節(jié)點C，那么它必須首先向節(jié)點1發(fā)送呼叫請求分組，請求建立到節(jié)點C的連接。這樣，在經(jīng)過1個節(jié)點、4個節(jié)點、5個節(jié)點和6個節(jié)點之后，6個節(jié)點最終將呼叫請求分組發(fā)送到節(jié)點C。如果C節(jié)點允許接受此連接，它會沿著原始路由向A節(jié)點發(fā)回一個呼叫接收數(shù)據(jù)包。建立從

12、節(jié)點A到節(jié)點C的這種邏輯連接。此時，節(jié)點A可以在已建立的邏輯連接或虛擬電路上交換數(shù)據(jù)。除了數(shù)據(jù)之外，每個虛擬電路包必須包含一個虛擬電路標(biāo)識符。預(yù)先建立的路徑上的每個節(jié)點都知道將這些數(shù)據(jù)包傳送到哪里，并且不需要路由決策。然后，來自節(jié)點A的每個數(shù)據(jù)包通過節(jié)點1、4、5和6到達節(jié)點C，并且來自節(jié)點C的每個數(shù)據(jù)包也通過節(jié)點6、5、4和1到達節(jié)點A。在通信結(jié)束后，任一方發(fā)送斷開連接的請求，另一方做出響應(yīng)后，虛擬電路被清除。虛擬電路技術(shù)和電路交換技術(shù)的區(qū)別在于虛擬電路模式建立了一條邏輯路徑，而不是專用的。數(shù)據(jù)包仍然需要在每個節(jié)點進行緩沖，并在線路上排隊等待輸出。數(shù)據(jù)報和虛電路的區(qū)別如下：(1)數(shù)據(jù)報的傳輸

13、路徑不是唯一的，所以每個經(jīng)過的節(jié)點都必須執(zhí)行路徑選擇操作。虛擬電路是不同的，因為它預(yù)先建立了傳輸路徑，所以每個節(jié)點不必執(zhí)行路徑選擇的操作。事實上，路徑選擇的操作非常耗時。因此，當(dāng)要傳輸大量數(shù)據(jù)時，通常使用虛擬電路。(2)在可靠性方面，數(shù)據(jù)報更好。原因是，如果網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點突然發(fā)生故障，數(shù)據(jù)報可以找到另一條路徑來傳輸數(shù)據(jù)，因為它的傳輸路徑不是唯一的，但虛擬電路不能正常傳輸數(shù)據(jù)，因為它的路徑是固定的。(3)虛電路適合實時數(shù)據(jù)傳輸，而數(shù)據(jù)報不適合。報文，計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展分組交換的產(chǎn)生，在發(fā)送端，較長的報文被分成長度固定的較短的數(shù)據(jù)段。分組交換原理(1)，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，分組交換原理(2)，在每個

14、數(shù)據(jù)段的前面添加一個報頭以形成一個分組。頭，頭，頭，請注意：現(xiàn)在左邊是“前面”，包交換原理(3)。分組交換網(wǎng)絡(luò)使用“分組”(也稱為分組)作為數(shù)據(jù)傳輸單元，依次將每個分組發(fā)送到接收端(假設(shè)接收端在左邊)。分組報頭的重要性，并且每個分組的報頭包含諸如地址的控制信息。分組交換網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點交換機根據(jù)接收到的分組的報頭中的地址信息將分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點交換機。每個數(shù)據(jù)包都有一個報頭，因此可以獨立路由。使用這種存儲轉(zhuǎn)發(fā)方法，最終數(shù)據(jù)包可以到達最終目的地。分組交換原理(4)。接收到數(shù)據(jù)包后，接收者剝離報頭并將其恢復(fù)為消息。數(shù)據(jù)，報頭，數(shù)據(jù)，報頭，數(shù)據(jù)，報頭，接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，分組交換原理(5)。最后，在

15、接收端將接收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)為原始消息。這里，我們假設(shè)在分組傳輸中沒有錯誤，并且在轉(zhuǎn)發(fā)中沒有被丟棄。分組交換網(wǎng)絡(luò)示意圖，b、d、e、c、H5、H6、H4、H2、H3、H1，A向H5發(fā)送分組，H2向H6發(fā)送分組、注意分組路徑的變化。節(jié)點交換機、主機、注意存儲和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過程、H1、A、分組交換網(wǎng)絡(luò)、B、D、E、C、H5、H6、H4、H2、H3、H1將數(shù)據(jù)包發(fā)送到H5、節(jié)點交換機、主機、在節(jié)點，在節(jié)點交換機E的臨時轉(zhuǎn)發(fā)表中找到轉(zhuǎn)發(fā)端口，最后到達目的主機H5。請注意，節(jié)點交換機有多個端口、A、B、C、D、E、H1、H5、H2、H4、H3、H6、高速鏈路、節(jié)點交換機、1 2 3 4、1 2 3 4、節(jié)點交換機處理數(shù)據(jù)包的過程是：先將接收到的數(shù)據(jù)包放入緩沖區(qū)(臨時存儲區(qū))；查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出將哪個端口轉(zhuǎn)發(fā)到某個目的地址；將數(shù)據(jù)包發(fā)送到適當(dāng)?shù)亩丝谶M行轉(zhuǎn)發(fā)。主機和節(jié)點交換機具有不同的功能。主機為用戶處理信息，并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包和從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)包。節(jié)點交換機存儲并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，最后將數(shù)據(jù)包傳送到目的主機。分組交換的優(yōu)點，傳輸帶寬的高效和動態(tài)分配，通信鏈路被逐段占