数据交换技术

【学习目标】

知识目标：电路交换、报文交换、分组交换的工作原理、工作特点及适用网络类型

能力目标：能够区分三种交换技术的特点。

德育目标：：培养学生养成良好的学习习惯。

【重点难点】

1、教学重点

电路交换、报文交换、分组交换

2、教学难点

三种交换技术的特点。

【教学过程】

(一)复习上一章的知识点（5分钟）

采用提问复习的方式，引导学生回顾知识点

（二）导入（3分钟）

数据通信时，需要通信的两个设备通过传输介质直接连接在一起一般是不现实的，也是不方便的，一般是通过有中间节点的网络来把数据从源设备发送到目标设备，这些中间节点不关心数据的内容，只提供一个交换设备，用这个交换设备把数据从一个节点传到另一个节点直至目的地。这些交换设备是采用什么技术进行数据交换的呢？

（三）新课知识点（75分钟）

    数据交换（板书）

1.电路交换（板书）

⑴ 电路交换的原理

电路交换过程主要有三个阶段：电路建立、数据传输和电路拆除。

① 电路建立

在传输数据之前，先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。

② 数据传输

电路建立以后，数据就可以从源站发送往目的站，电路连接是全双工的，数据可以在两个方向传输。在整个数据传输过程中，所建立的连接必须始终保持连接状态。

③ 电路拆除

数据传输结束后，由某一方发出拆除请求，然后逐节拆除到对方的节点链路，将电路的使用权交还给网络，以供其他用户使用。

电路交换属于电路资源预分配系统，即每次通信时，通信双方都要连接电路，且在一次连接中，电路被预分配给一对固定用户。不管该电路上是否有数据传输，其他用户都不能使用该电路直至通信双方要求拆除此电路为止。

⑵ 电路交换的特点

电路交换方式的特征是在整个连接路径中均采用物理连接，具有以下的一些优点：

信息传输时延小；电路是透明的；信息传送的吞吐量大。

采用电路交换方式传送数据的缺点：

所占用的带宽是固定的，造成网络资源的利用率较低；由于通信的传输通路是专用的，采用电路交换方式进行数据通信的效率较低；通信双方在信息传输速率、编码格式、同步方式、通信规程等要完全兼容，不同速率和不同通信协议之间的用户不能通信。

⑶ 适用范围

电路交换方式进行数据通信，可以用于公用交换网，即电话网，以及专线方式，如数字数据网DDN。电路交换适用于信息量大的场合。

2.报文交换（板书）

报文交换也称为包交换，它将用户的一个报文分成若干个报文组，以报文组为单位采用“存储-转发”交换方式进行通信。（板书）

⑴ 报文交换的工作原理

报文交换采用存储-转发原理，即交换机把来自用户的报文先暂时存在节点机内排队等候，网络上链路空闲时就转发出去至下一节点，报文在下一节点再存贮-转发，直到到达目的节点。信息是以报文为单位传输的，网络节点具有信息处理、存储和路由选择的功能。

⑵ 报文交换的特点

报文交换的优点是：

报文交换过程没有电路接续，可以采用多路复用，提高线路的利用率；用户不需要叫通对方就可以发送报文；容易实现不同类型的终端之间的通信。

报文交换的缺点是：

数据时延较大，不利于实时通信；要求交换机有高速处理能力及大的存储容量，增加了设备的开支。

3.分组交换（板书）

分组交换采用了“存储—转发”的方式，同时把报文分割成若干较短的按一定格式组成的分组进行交换和传输。分组交换有虚电路分组交换和数据报分组交换两种，是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。

⑴ 虚电路分组交换

虚电路分组交换在传送数据前必须在发送端和接收端之间建立一条逻辑连接，数据按照事先建好的路径顺序传输。传送数据量较大时，通常采用虚电路方式。

⑵数据报分组交换

数据报分组中每个分组的大小有严格的，每个数据报自身携带足够的地址信息。各数据报所走的路径不一定相同，各个数据报到达目的地的顺序可能不同，有的数据报会丢失。

⑶ 分组交换的特点

分组交换采用“存储-转发”方式，不独占信道；信息传输时延较小；为不同通信规程的数据终端间能相互通信提供了会话环境；可靠性高。

分组交换的技术实现复杂，软件及硬件结构都较为复杂；网络附加的信息较多。

分组交换主要应用于计算机终端连网。

【知识小结】（5分钟）

电路交换在数据传输之前必须先设置一条完全的通路，在线路拆除之前，该通路由一对用户完全占用，线路利用率不高。对于较轻和间接式负载，可以通过电话拨号来使用公用电话系统线路，对于很重和持续的负载，可以使用租用的电路交换线。

报文交换的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，不适合于交互式通信，不能满足实时通信的要求。

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，线路利用率高，适用于交换中等数据或将数据交换到大容量设备的情况。

【布置作业】（2分钟）

1. 简要叙述电路交换的过程。

2. 报文交换的特点是什么？

3. 分组交换有几种技术，简要叙述其特点。

【板书设计】

1.电路交换                            3.分组交换

⑴ 电路交换的原理                     （1）虚电路

⑵ 电路交换的特点图                   （2）数据报

2.报文交换

⑴ 报文交换的原理

⑵ 报文交换的特点

【教学反思】

同学们学习热情较高，积极主动性较好，能够较好的配合完成课堂教学任务，但本节课授课内容较多，需要同学们课后认真复习、扎实掌握。