# 数据传输
:又称为数据交换。
# 数据交换方式
- 线路交换
- :又称为电路交换,是最早的交换方式。在通信之前先给通信双方建立一条专用的物理线路。传输延迟很小,但也导致信道的利用率极低。而且建立线路的时间较长,不适合突发性通信。
- 存储转发交换 :不需要建立专用线路,可以随时传输数据,而且信道的利用率高。
- 报文交换
- :数据以报文为单位传输。报文进入网络结点后要先存储再转发,所以传输延迟较大,不适合实时通信。
- 分组交换
- :又称为包交换,是将一个长报文分成多个较短的分组逐个传输,这样可以降低传输延迟和出错率(分组的内容少所以不容易出错)。不过每个分组都要加上源地址、目的地址等信息,导致处理量变大。
- 报文交换
# 数据传输顺序
- 串行通信:每个字节的八个二进制位通过一个信道依次发送。
- 并行通信:每个字节的八个二进制位通过八个信道同时发送。
# 数据传输反向
- 单工通信:信号永远只能往一个方向传输。
- 半双工通信:信号可以双向传输,但同一时间只能往一个方向传输。
- 全双工通信:信号可以随时地双向传输。(双向信道兼容双工通信和单工通信)
# 传输速率
- 比特率:每秒传输的比特数,单位为 bps 。
- 1 Bytes/s = 8 kbps
- 1 kbps = 1*1024/8 Bytes/s = 128 Bytes/s
- 波特率:每秒传输的码元数,单位为 Baud 或 symbol/s 。
- 数字通信中,通常用时间间隔相同的符号作为一个码元来表示一个二进制值,该时间间隔称为码元长度。若数据经过了压缩,一个码元就可能表示多个二进制位,所以波特率不等于比特率。
- 电路中的带宽是指频带宽度,又称为频宽,而通信中的带宽是指信道每秒最多传输的比特数。
- 例如:信道的带宽为 1 Mbps 时,网速最高为 1*(1024/8) = 128 KB/s ,不过实际传输速率通常更低一些。
# 差错控制
- 数据传输时无法避免产生差错,因为通信信道总是存在噪声。
- 误码率:等于发生差错的二进制码元数除以传输的二进制码元总数。
- 误码率不一定越低越好,还要结合设备成本综合考虑。
- 检错码(Error Detecting Code):一种编码方式,能检查传输的数据是否出错。
- 奇偶校验码(Parity bit)
- 原理:
- 发送方发送一组二进制位时,增加发送一个二进制位,通过取值 1、0 记录这组二进制位中 1 的数量的奇偶性。
- 接收方收到数据之后,再次计算奇偶校验码,如果奇偶性不一致,则说明传输的数据出错。
- 缺点:
- 不能发现传输的二进制位的顺序出错。
- 原理:
- 循环冗余编码
- 奇偶校验码(Parity bit)
- 纠错码(Erasure Code):一种编码方式,能发现传输出错的数据,并纠正。
- 检错码发现传输出错时,只能重传这组数据,不能纠正。
- 字符同步:使通信双方能正确收发每个字符。
- 字符同步的方式分为同步式(将字符分块发送)、异步式(将字符逐个发送)两种,对应的数据通信方式称为同步通信、异步通信。
- 位同步:使通信双方的时间基准相同。
- 不同计算机的时钟频率不同,累计下来的时间误差可能导致通信错误,所以要进行位同步。
- 位同步的方法有外同步法和内同步法两种,外同步法是在发送数据信号的同时发送一个同步时钟信号,内同步法是在发送的数据信号中加入时钟编码。
# 介质访问控制方法
:Media Access Control(MAC),又称为信道访问控制,是指当各个网络结点发送或接收数据时,如何分配信道的使用权。
常见的介质访问控制方法:
- 时分多路复用(TDM)技术
- :各结点按顺序依次使用信道,每个结点只能使用一定时间。
- 频分多路复用(FDM)技术
- :将信道按频带分为多个子信道,从而可以同时传输多路信号。
- 带冲突检测的载波监听多路访问(CSMA/CD)技术
- :每个结点使用信道发送数据之前都要先进行“载波监听”(即检查是否有别的结点正在发送数据),并且发送数据的同时要进行“冲突检测”(即检查是否有别的结点也在发送数据发生冲突)。如果帧的长度小于理论的最小长度,则说明发生了冲突,要重发数据。“多路访问”是指在信道空闲时每个结点都有使用信道的权利。
- 令牌环(Token Ring)技术
- :拿到令牌帧的结点才有发送数据的权限,而其它结点只能等待。发送数据时将数据写入令牌再沿着环型的令牌环网传输。