注意:這兒列出的標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)多項(xiàng)式P(X)都含有(X+1)的多項(xiàng)式因子;各多項(xiàng)式的系數(shù)均為二進(jìn)制數(shù),所涉及的四則運(yùn)算仍遵循對(duì)二取模的運(yùn)算規(guī)則。 (2)CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式P(X)的檢錯(cuò)能力 CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)具有比奇偶校驗(yàn)強(qiáng)得多的檢錯(cuò)能力?梢宰C明:它可以檢測(cè)出所有的單個(gè)位錯(cuò)、幾乎所有的雙個(gè)位錯(cuò)、低于P(X)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制校驗(yàn)列位數(shù)的所有連續(xù)位錯(cuò)、大于或等于P(X)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制校驗(yàn)列位數(shù)的絕大多數(shù)連續(xù)位錯(cuò)。 但是,當(dāng)傳輸中發(fā)生的錯(cuò)誤多項(xiàng)式E(X)能被校驗(yàn)多項(xiàng)式P(X)對(duì)二取模整除時(shí),它就不可能被P(X)探測(cè)出來(lái),例如當(dāng)E(X)=P(X)時(shí)。
四、錯(cuò)誤修正(Error Correction) 對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)禎傳輸過(guò)程中的位錯(cuò)進(jìn)行修正的方法主要有兩種: 1. 由發(fā)送器提供錯(cuò)誤修正碼,然后由接收器自己修正錯(cuò)誤 2. 在接收器發(fā)現(xiàn)接收到的錯(cuò)誤禎中有位錯(cuò)誤時(shí),通知發(fā)送器重新發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)禎。 前一種方法中的錯(cuò)誤修正碼需要發(fā)送器由被傳送數(shù)據(jù)信號(hào)禎計(jì)算得到,然后添加到數(shù)據(jù)禎的后面,其長(zhǎng)度幾乎等于數(shù)據(jù)位數(shù),導(dǎo)致效率降低50%,實(shí)際采用不多;一般采用后一種較為有效的重發(fā)送方法。
數(shù)據(jù)交換技術(shù)(Data Switching Technology)
在數(shù)據(jù)通信線路中,最簡(jiǎn)單的形式是在由某種傳輸介質(zhì)直接連接的兩臺(tái)設(shè)備之間進(jìn)行通信。但在長(zhǎng)距離通信中,從源站發(fā)出的數(shù)據(jù)一般還需要經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)用作交換設(shè)備的中間結(jié)點(diǎn),由相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的交換設(shè)備把數(shù)據(jù)從一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)結(jié)點(diǎn),直至到達(dá)目的站。通常我們將交換網(wǎng)絡(luò)中所有通信的發(fā)送方與接收方的主機(jī)均簡(jiǎn)稱為站,而將通信交換設(shè)備簡(jiǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。這些結(jié)點(diǎn)以不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)用傳輸線路互相連接起來(lái),而每個(gè)站點(diǎn)都連接到某個(gè)結(jié)點(diǎn)上。 在交換網(wǎng)絡(luò)中,站點(diǎn)之間需要通過(guò)有關(guān)結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,基本的交換技術(shù)有兩類:電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā),存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)又可以分為報(bào)文交換和分組交換,分組交換則可分為面向連接的虛電路傳輸和無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸。目前,最具有發(fā)展前景的是高速分組交換技術(shù)。
一、電路交換(Circuit Switching) 電路交換(Circuit Switching)是在兩個(gè)站點(diǎn)之間通過(guò)通信子網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)建立一條專用的通信線路,這些結(jié)點(diǎn)通常是一臺(tái)采用機(jī)電與電子技術(shù)的交換設(shè)備(例如程控交換機(jī))。也就是說(shuō),在兩個(gè)通信站點(diǎn)之間需要建立實(shí)際的物理連接,其典型實(shí)例是兩臺(tái)電話之間通過(guò)公共電話網(wǎng)絡(luò)的互連實(shí)現(xiàn)通話。 電路交換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信需經(jīng)過(guò)下列三個(gè)步驟:首先是建立連接,即建立端到端(站點(diǎn)到站點(diǎn))的線路連接;其次是數(shù)據(jù)傳送,所傳輸數(shù)據(jù)可以是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(如遠(yuǎn)程終端到計(jì)算機(jī)),也可以是模擬數(shù)據(jù)(如聲音);最后是拆除連接,通常在數(shù)據(jù)傳送完畢后由兩個(gè)站點(diǎn)之一終止連接。 電路交換的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好,但將電話采用的電路交換技術(shù)用于傳送計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)時(shí),會(huì)出現(xiàn)下列問(wèn)題:①用于建立連接的呼叫時(shí)間大大長(zhǎng)于數(shù)據(jù)傳送時(shí)間(這是因?yàn)樵诮⑦B接的過(guò)程中,會(huì)涉及一系列硬件開(kāi)關(guān)動(dòng)作,時(shí)間延遲較長(zhǎng),如某段線路被其他站點(diǎn)占用或物理斷路,將導(dǎo)致連接失敗,并需重新呼叫);②通信帶寬不能充分利用,效率低(這是因?yàn)閮蓚(gè)站點(diǎn)之間一旦建立起連接,就獨(dú)自占用實(shí)際連通的通信線路,而計(jì)算機(jī)通信時(shí)真正用來(lái)傳送數(shù)據(jù)的時(shí)間一般不到10%,甚至可低到1%);③由于不同計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程終端的傳輸速率不同,因此必須采取一些措施才能實(shí)現(xiàn)通信,如不直接連通終端和計(jì)算機(jī),而設(shè)置數(shù)據(jù)緩存器等。
二、報(bào)文交換(Message Switching) 報(bào)文交換(Message Switching)是通過(guò)通信子網(wǎng)上的結(jié)點(diǎn)采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù),它不需要在兩個(gè)站點(diǎn)之間建立一條專用的通信線路。報(bào)文交換中傳輸數(shù)據(jù)的邏輯單元稱為報(bào)文,其長(zhǎng)度一般不受限制,可隨數(shù)據(jù)不同而改變。一般它將接收?qǐng)?bào)文站點(diǎn)的地址附加于報(bào)文一起發(fā)出,每個(gè)中間結(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文后暫存報(bào)文,然后根據(jù)其中的地址選擇線路再把它傳到下一個(gè)結(jié)點(diǎn),直至到達(dá)目的站點(diǎn)。 實(shí)現(xiàn)報(bào)文交換的結(jié)點(diǎn)通常是一臺(tái)計(jì)算機(jī),它具有足夠的存儲(chǔ)容量來(lái)緩存所接收的報(bào)文。一個(gè)報(bào)文在每個(gè)結(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)間等于接收?qǐng)?bào)文的全部位碼所需時(shí)間、等待時(shí)間,以及傳到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)延遲時(shí)間之和。 報(bào)文交換的主要優(yōu)點(diǎn)是線路利用率較高,多個(gè)報(bào)文可以分時(shí)共享結(jié)點(diǎn)間的同一條通道;此外,該系統(tǒng)很容易把一個(gè)報(bào)文送到多個(gè)目的站點(diǎn)。報(bào)文交換的主要缺點(diǎn)是報(bào)文傳輸延遲較長(zhǎng)(特別是在發(fā)生傳輸錯(cuò)誤后),而且隨報(bào)文長(zhǎng)度變化,因而不能滿足實(shí)時(shí)或交互式通信的要求,不能用于聲音連接,也不適于遠(yuǎn)程終端與計(jì)算機(jī)之間的交互通信。
三、分組交換(Packet Switching) 分組交換(Packet Switching)的基本思想包括:數(shù)據(jù)分組、路由選擇與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。它類似于報(bào)文交換,但它限制每次所傳輸數(shù)據(jù)單位的長(zhǎng)度(典型的最大長(zhǎng)度為數(shù)千位),對(duì)于超過(guò)規(guī)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)必須分成若干個(gè)等長(zhǎng)的小單位,稱為分組(Packets)。從通信站點(diǎn)的角度來(lái)看,每次只能發(fā)送其中一個(gè)分組。 各站點(diǎn)將要傳送的大塊數(shù)據(jù)信號(hào)分成若干等長(zhǎng)而較小的數(shù)據(jù)分組,然后順序發(fā)送;通信子網(wǎng)中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)按照一定的算法建立路由表(各目標(biāo)站點(diǎn)各自對(duì)應(yīng)的下一個(gè)應(yīng)發(fā)往的結(jié)點(diǎn)),同時(shí)負(fù)責(zé)將收到的分組存儲(chǔ)于緩存區(qū)中(而不使用速度較慢的外存儲(chǔ)器),再根據(jù)路由表確定各分組下一步應(yīng)發(fā)向哪個(gè)結(jié)點(diǎn),在線路空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā);依次類推,直到各分組傳到目標(biāo)站點(diǎn)。由于分組交換在各個(gè)通信路段上傳送的分組不大,故只需很短的傳輸時(shí)間(通常僅為ms數(shù)量級(jí)),傳輸延遲小,故非常適合遠(yuǎn)程終端與計(jì)算機(jī)之間的交互通信,也有利于多對(duì)時(shí)分復(fù)用通信線路;此外由于采取了錯(cuò)誤檢測(cè)措施,故可保證非常高的可靠性;而在線路誤碼率一定的情況下,小的分組還可減少重新傳輸出錯(cuò)分組的開(kāi)銷;與電路交換相比,分組交換帶給用戶的優(yōu)點(diǎn)則是費(fèi)用低。 根據(jù)通信子網(wǎng)的不同內(nèi)部機(jī)制,分組交換子網(wǎng)又可分為面向連接(Connect-Oriented)和無(wú)連接(Connectless)兩類。前者要求建立稱為虛電路(Virtual Circuit)的連接,一對(duì)主機(jī)之間一旦建立虛電路,分組即可按虛電路號(hào)傳輸,而不必給出每個(gè)分組的顯式目標(biāo)站點(diǎn)地址,在傳輸過(guò)程中也無(wú)須為之單獨(dú)尋址,虛電路在關(guān)閉連接時(shí)撤銷。后者不建立連接,數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram,即分組)帶有目標(biāo)站點(diǎn)地址,在傳輸過(guò)程中需要為之單獨(dú)尋址。 分組交換的靈活性高,可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)面向連接或無(wú)連接的通信,并能充分利用通信線路,因此現(xiàn)有的公共數(shù)據(jù)交換網(wǎng)都采用分組交換技術(shù)。LAN局域網(wǎng)也采用分組交換技術(shù),但在局域網(wǎng)中,從源站到目的站只有一條單一的通信線路,因此,不需要公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中的路由選擇和交換功能。
四、高速分組交換技術(shù)(High Speed Packet Switching Technology) 由于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,人們對(duì)通信線路帶寬的需求越來(lái)越高,現(xiàn)有的交換技術(shù),已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求,如交互式的會(huì)話對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高,延遲要很;高清晰度電視圖像及多媒體實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳送都要求高速寬帶的通信網(wǎng)。 1.幀中繼 幀中繼(Frame Relay)是目前開(kāi)始流行的一種高速分組技術(shù)。典型的幀中繼通信系統(tǒng)以幀中繼交換機(jī)作為結(jié)點(diǎn)組成高速幀中繼網(wǎng),再將各個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器與幀中繼網(wǎng)絡(luò)中的某一結(jié)點(diǎn)相連;與一般分組交換在每個(gè)結(jié)點(diǎn)均要對(duì)組成分組的各個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行檢錯(cuò)等處理不同的是:幀中繼交換結(jié)點(diǎn)在接收到一個(gè)幀時(shí)就轉(zhuǎn)發(fā)該幀,并大大減少(并不完全取消)接收該幀過(guò)程中的檢錯(cuò)步驟,從而將結(jié)點(diǎn)對(duì)幀的處理時(shí)間縮短一個(gè)數(shù)量級(jí),因此稱為高速分組交換。當(dāng)某結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則立即中止該幀的傳輸,并由源站申請(qǐng)重發(fā)該幀。顯然,只有當(dāng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)中的錯(cuò)誤率非常低時(shí),幀中繼技術(shù)才是可行的。 幀中繼的幀長(zhǎng)是可變的,可按需要分配帶寬,幀中繼網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率可達(dá)64Kbps~45Mbps,適用于局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。 2.ATM異步傳輸模式 最有發(fā)展前途的高速分組交換技術(shù)是ATM異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode),它是建立在電路交換與分組交換基礎(chǔ)上的一種新的交換技術(shù),并由基于光纖網(wǎng)絡(luò)的B-ISDN寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)所采用:用戶主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)通過(guò)ATM交換結(jié)點(diǎn)再與光纖數(shù)字網(wǎng)絡(luò)相連。 ATM異步傳輸模式的主要特點(diǎn)如下: 1). 模式中的分組稱為信元(Cell),其長(zhǎng)度是固定的,由5個(gè)字節(jié)首部和48個(gè)字節(jié)的信息字組成,因此在各結(jié)點(diǎn)可采用硬件對(duì)信元進(jìn)行處理,而縮短信元處理時(shí)間 2). 交換設(shè)備可按網(wǎng)絡(luò)最大速度設(shè)置,而不同類型的服務(wù)可復(fù)用在一起,各通信信道對(duì)應(yīng)信元根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小按先到先服務(wù)的原則占用各分時(shí)段,速率高的信源占用較多時(shí)段,因而可支持各種業(yè)務(wù)的不同速率 3). 保留電路交換以滿足傳輸從語(yǔ)音到高清晰度電視圖像等各種實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的業(yè)務(wù)需要 利用光纖通信誤碼率低的優(yōu)點(diǎn)將差錯(cuò)控制由數(shù)據(jù)鏈路層改到高層,而提高信元在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速率。
|