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計算機網絡數據傳輸的大概流程

科技 更新时间:2024-07-01 20:34:46

計算機網絡通信過程中,數據在信道上是以何種方式進行傳輸的呢?下面有幾種傳輸方式:

  • 若按數據傳輸的方向可分為:單工、半雙工和全雙工數據傳輸;
  • 若按數據傳輸的順序可分為:并行傳輸和串行傳輸;
  • 若按數據傳輸的同步方式可分為:同步傳輸和異步傳輸。
按數據傳輸的方向

1.單工通信

在單工信道上,信息隻能在一個方向傳送,發送方不能接收,接收方也不能發送。信道的全部帶寬都用于由發送方到接收方的數據傳送。無線電廣播和電視廣播都是單工通信的例子。

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2.半雙工通信

這種方式通信雙方都有發送和接收能力,在半雙工信道上,通信的雙方可交替發送和接收信息,但不能同時發送和接收。在一段時間内,信道的全部帶寬用于在一個方向上傳送信息,比如無線對講機通信方式。

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3.全雙工通信

這是一種可同時進行雙向信息傳送的通信方式,全雙工通信不僅要求通信雙方都有發送和接收能力,而且要求信道能提供雙向傳輸的雙倍帶寬。例如電話通信方式。

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按數據傳輸的順序

1.串行傳輸

串行傳輸是數據流以串行方式在一條信道上傳輸。該方法易于實現。缺點是要解決收、發雙方碼組或字符的同步,需要外加同步措施。

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2.并行傳輸

并行傳輸是将數據以成組的方式在兩條以上的并行信道上同時傳輸。例如采用 8 單位代碼字符可以用 8 條信道并行傳輸,一條信道一次傳送一個字符。因此不需額外的措施就天然地實現了收發雙方的字符同步。缺點是傳輸信道多,設備複雜,成本較高,故較少采用。

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按數據傳輸的同步方式

在計算機網絡通信過程中,發送方和接收方必須在時間上保持同步才能準确地傳送信息。同步是要接收方按照發送方發送的每個位的起止時刻和速率來接收數據,否則會産生誤差。通常可以采用同步或異步的傳輸方式對位進行同步處理。

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1. 異步傳輸

異步傳輸把各個字符分開傳輸,字符之間插入同步信息。在發送每一個字符代碼(5~8 bit)的前面均加上一個 “起” 信号(起始位“0”),後面均加一個 “止” 信号(終止位“1”)。字符可以連續發送,也可以單獨發送;不發送字符時,連續發送“止”信号。異步傳輸中每一個字符的起始時刻可以是任意的(這也是異步傳輸的含意所在),也就是說發送方可以在任何時刻發送這些字符,那麼接收端如何區分一個個的字符呢?實際上接收端是根據字符之間的止信号到起信号的跳變(“1”→“0”)來檢測識别一個新字符的“起”信号,從而正确地區分出一個個字符。因此,這樣的字符同步方法又稱起止式同步。

2.同步傳輸

同步傳輸的比特分組要大得多。它不是獨立地發送每個字符,而是把它們組合起來一起發送,我們将這些組合稱為數據幀。數據幀的第一部分包含一組同步字符SYNC,它是一個獨特的比特組合,發送方在發送數據之前先發送一串同步字符SYNC,接收方隻要檢測到連續兩個以上SYNC字符就确認已進入同步狀态,準備接收信息。随後的傳送過程中雙方以同一頻率工作,直到傳送完指示數據結束的控制字符。

交換方式

一個通信網絡由許多交換節點互連而成。信息在這樣的網絡中傳輸就像火車在鐵路網絡中運行一樣,要經過一系列交換節點(車站),從一條線路交換到另一條線路,最後才能到達目的地。交換節點轉發信息的方式可分為電路交換、報文交換和分組交換。

1. 電路交換

用戶之間要傳輸數據時,交換中心在用戶之間建立一條暫時的數據電路。電路接通後,用戶雙方便可傳輸數據,并一直占用到傳輸完畢拆除電路為止。最典型的電路交換網絡:電話網絡。其實大家記住電路交換的這個特點就好了:獨占連接。用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬。适用于遠程批處理信息傳輸或系統間實時性要求高的大量數據傳輸的情況。

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2. 報文交換

報文交換不同于電路交換,它無需在兩個站點之間建立一條專用通路,其數據傳輸的單位是報文。報文是網絡中交換與傳輸的數據單元,報文包含了将要發送的完整數據信息,其長短很不一緻,長度不限且可變,即站點一次性要發送的數據塊。報文含有目标節點的地址,完整的報文在網絡中一站一站地向前傳送,每一個節點接收整個報文,檢查目标節點地址根據網絡情況在适當地時候轉發到下一個節點,經過多次的存儲——轉發,最後到達目标節點。因而這樣的網絡叫存儲——轉發網絡。

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3.分組交換

首先我們來了解下分組的概念。所謂分組,就是将一個大的數據包(報文)分成一個個更小的數據包,這些一個個更小的數據包就稱為分組。那麼在網絡中什麼時候會使用分組交換呢?當一個網絡層的 IP 數據報道從一個主機傳輸到另一個主機時,它可能通過不同的物理網絡。每個物理網絡上都有各自的最大幀的大小(即最大傳輸單元 MTU),若傳輸的 IP 數據包超過 MTU,此時就會對整個 IP 數據包進行分組,并在每個分組的首部寫入發送端和接收端的地址進行傳送。分組交換同樣采用存儲轉發,但是由于将大的報文分割成了若幹小分組,所以分組交換的速度比報文交換快得多。

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