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基带同轴电缆用于直接传输数字信号,阻抗为50Ω,基带同轴电缆的最大距离限制在几公里;宽带同轴电缆既可传输数字信号也可传输模拟信号,阻抗为75Ω,宽带电缆的最大距离可以达几十公里。 3bZIYF2@ 3bZIYF2@ 3bZIYF2@ 3bZIYF2@ 3bZIYF2@ 3bZIYF2@ 图2.14 交换网络的拓扑结构 2.3.1 电路交换的工作原理 3bZIYF2@ 3bZIYF2@ 1.电路交换的三个过程 3bZIYF2@ 1)电路建立:在传输任何数据之前,要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。如图2.14所示,若H1站要与H3站连接,典型的做法是,H1站先向与其相连的A节点提出请求,然后A节点在通向C节点的路径中找到下一个支路。比如A节点选择经B节点的电路,在此电路上分配一个未用的通道,并告诉B它还要连接C节点;B再呼叫C,建立电路BC,最后,节点C完成到H3站的连接。这样A与C之间就有一条专用电路ABC,用于H1站与H3站之间的数据传输。 3bZIYF2@ 2)数据传输:电路ABC建立以后,数据就可以从A发送到B,再由B交换到C;C也可以经B向A发送数据。在整个数据传输过程中,所建立的电路必须始终保持连接状态。 J=B,$4)9 3)电路拆除:数据传输结束后,由某一方(A或C)发出拆除请求,然后逐节拆除到对方节点。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 2.电路交换技术的优缺点及其特点 J=B,$4)9 1)优点:数据传输可靠、迅速,数据不会丢失且保持原来的序列。 J=B,$4)9 2)缺点:在某些情况下,电路空闲时的信道容易被浪费:在短时间数据传输时电路建立和拆除所用的时间得不偿失。因此,它适用于系统间要求高质量的大量数据传输的情况。 J=B,$4)9 3)特点: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。对于猝发式的通信,电路交换效率不高。 J=B,$4)9 2.3.2 报文交换的工作原理 J=B,$4)9 J=B,$4)9 问题的提出:当端点间交换的数据具有随机性和突发性时,采用电路交换方法的缺点是信道容量和有效时间的浪费。采用报文交换则不存在这种问题。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 1.报文交换原理 J=B,$4)9 报文交换方式的数据传输单位是报文,报文就是站点一次性要发送的数据块,其长度不限且可变。当一个站要发送报文时,它将一个目的地址附加到报文上,网络节点根据报文上的目的地址信息,把报文发送到下一个节点,一直逐个节点地转送到目的节点。 J=B,$4)9 每个节点在收到整个报文并检查无误后,就暂存这个报文,然后利用路由信息找出下一个节点的地址,再把整个报文传送给下一个节点。因此,端与端之间无需先通过呼叫建立连接。 J=B,$4)9 一个报文在每个节点的延迟时间,等于接收报文所需的时间加上向下一个节点转发所需的排队延迟时间之和。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 2.报文交换的特点 J=B,$4)9 1)报文从源点传送到目的地采用"存储--转发"方式,在传送报文时,一个时刻仅占用一段通道。 J=B,$4)9 2)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。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 3.报文交换的优点 J=B,$4)9 1)电路利用率高。由于许多报文可以分时共享两个节点之间的通道,所以对于同样的通信量来说,对电路的传输能力要求较低。 J=B,$4)9 2)在电路交换网络上,当通信量变得很大很大时,就不能接受新的呼叫。而在报文交换网络上,通信量大时仍然可以接收报文,不过传送延迟会增加。 J=B,$4)9 3)报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地,而电路交换网络很难做到这一点。 J=B,$4)9 4)报文交换网络可以进行速度和代码的转换。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 4.报文交换的缺点 J=B,$4)9 1)不能满足实时或交互式的通信要求,报文经过网络的延迟时间长且不定。 J=B,$4)9 2)有时节点收到过多的数据而无空间存储或不能及时转发时,就不得不丢弃报文,而且发出的报文不按顺序到达目的地。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 2.3.3 分组交换的工作原理 J=B,$4)9 J=B,$4)9 分组交换是报文交换的一种改进,它将报文分成若干个分组,每个分组的长度有一个上限,有限长度的分组使得每个节点所需的存储能力降低了,分组可以存储到内存中,提高了交换速度。它适用于交互式通信,如终端与主机通信。分组交换有虚电路分组交换和数据报分组交换两种。它是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。 J=B,$4)9 1.虚电路分组交换原理与特点 J=B,$4)9 在虚电路分组交换中,为了进行数据传输,网络的源节点和目的节点之间要先建一条逻辑通路。每个分组除了包含数据之外还包含一个虚电路标识符。在预先建好的路径上的每个节点都知道把这些分组引导到哪里去,不再需要路由选择判定。最后,由某一个站用清除请求分组来结束这次连接。它之所以是“虚”的,是因为这条电路不是专用的。 J=B,$4)9 虚电路分组交换的主要特点是:在数据传送之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路。但并不像电路交换那样有一条专用通路,分组在每个节点上仍然需要缓冲,并在线路上进行排队等待输出。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 2.数据报分组交换原理与特点 J=B,$4)9 在数据报分组交换中,每个分组的传送是被单独处理的。每个分组称为一个数据报,每个数据报自身携带足够的地址信息。一个节点收到一个数据报后,根据数据报中的地址信息和节点所储存的路由信息,找出一个合适的出路,把数据报原样地发送到下一节点。由于各数据报所走的路径不一定相同,因此不能保证各个数据报按顺序到达目的地,有的数据报甚至会中途丢失。整个过程中,没有虚电路建立,但要为每个数据报做路由选择。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 2.3.4 各种数据交换技术的性能比较 J=B,$4)9 J=B,$4)9 图2.15 几种交换方法的时序图 1.电路交换:在数据传输之前必须先设置一条完全的通路。在线路拆除(释放)之前,该通路由一对用户完全占用。电路交换效率不高,适合于较轻和间接式负载使用租用的线路进行通信。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 2.报文交换:报文从源点传送到目的地采用存储转发的方式,报文需要排队。因此报文交换不适合于交互式通信,不能满足实时通信的要求。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 3.分组交换:分组交换方式和报文交换方式类似,但报文被分成分组传送,并规定了最大长度。分组交换技术是在数据网中最广泛使用的一种交换技术,适用于交换中等或大量数据的情况。 J=B,$4)9 2.4 拓扑结构与传输媒体 J=B,$4)9 J=B,$4)9 2.4.1 拓扑结构 J=B,$4)9 J=B,$4)9 网络拓扑是指网络形状,或者是它在物理上的连通性。网络的拓扑结构主要有:星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑、混合拓扑及网形拓扑。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 J=B,$4)9 图2.16 各种网络拓扑 拓扑结构的选择往往与传输媒体的选择及媒体访问控制方法的确定紧密相关。在选择网络拓扑结构时,应考虑的因素有下列几点: J=B,$4)9 1)可靠性。 J=B,$4)9 2)费用。 J=B,$4)9 3)灵活性。 J=B,$4)9 4)响应时间和吞吐量。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 1.星形拓扑的特点及优缺点 J=B,$4)9 优点:1)控制简单;2)故障诊断和隔离容易;3)方便服务; J=B,$4)9 缺点:1)电缆长度和安装工作量可观;2)中央节点负担较重,形成瓶颈;3)各站点的分布处理能力较低。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 2.总线拓扑的特点及优缺点 J=B,$4)9 优点:1)总线结构所需电缆数量少;2)结构简单又是无源工作,有较高的可靠性;3)易于扩充,增减用户方便。 J=B,$4)9 缺点:1)传输距离有限,通信范围受到限制;2)故障诊断和隔离困难;3)分布式协议不保证信息及时传送,不具实时功能。站点必须是智能的,要有媒体访问控制功能,增加站点软件和硬件的开销。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 3.环形拓扑的特点及优缺点 J=B,$4)9 优点:1)电缆长度短;2)增减工作站时只需简单连接;3)可用光纤。 J=B,$4)9 缺点:1)节点故障会引起全网的故障;2)故障难检测;3)媒体访问协议都用令牌传递方式,在负载很轻时,信道利用率较低。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 4.树形拓扑的定义及优缺点 J=B,$4)9 树形拓扑:从总线拓扑演变而来,像一棵倒置的树,顶端是树根,树根以下带分支,每个分支还可带子分支。树根接收各站点发送的数据,然后再广播发送到全网。 J=B,$4)9 优点:1)易于扩展;2)故障隔离较容易。 J=B,$4)9 缺点:1)节点对根依赖性太大,若根发生故障,则全网不能正常工作。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 5.混合形拓扑的定义及优缺点 J=B,$4)9 混合形拓扑:将两种单一拓扑结构混合起来,取两者的优点构成的拓扑。 J=B,$4)9 优点:1)故障诊断和隔离方便;2)易于扩展;3)安装方便; J=B,$4)9 缺点:1)需用带智能的集中器;2)集中器到各站点的电缆长度会增加。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 6.网形拓扑的特点及优缺点 J=B,$4)9 优点:1)应用广泛;2)不受瓶颈问题和失效问题的影响。 J=B,$4)9 缺点:1)结构较复杂,网络协议也复杂,建设成本高。 J=B,$4)9 J=B,$4)9 J=B,$4)9 J=B,$4)9
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