### 数据通信基础知识
#### 第3章 交换技术
##### 一、线路交换
**线路交换** 是一种传统的数据通信方式，它在两个站点之间建立一个实际的物理连接，即通过一系列节点之间的线路来完成。线路交换的特点在于：
- **线路建立**：在通信开始前，需要先建立一条从发送方到接收方的物理连接。
- **数据传送**：数据通过这条已建立的物理线路进行传输。
- **线路拆除**：通信结束后，物理连接将被拆除。
**线路交换的缺点** 包括：
- 在大部分时间内线路可能是空闲的，导致资源利用效率低下。
- 为连接提供的数据速率是固定的，限制了不同速率设备之间的通信。
##### 二、分组交换技术
**分组交换** 是一种更高效的通信方式，它将数据分割成多个小的数据包（分组）进行传输。相比线路交换，分组交换具有以下优势：
- **线路利用率高**：数据包可以根据网络的可用性动态地选择最佳路径进行传输，提高了线路的利用率。
- **数据速率转换**：支持不同速率的数据传输，增加了灵活性。
- **避免呼叫堵塞**：即使在网络负载较高时，也能继续接受新的连接请求。
- **优先级使用**：可以为不同的数据包设置不同的优先级，确保关键数据的优先传输。
**分组交换与报文交换的主要差异** 在于分组交换对传输的数据单位进行了长度限制，而报文交换则适用于更大规模的报文。
**虚电路技术** 的特点是首先在数据传输之前建立站点间的路径，确保数据能够按照预定路径传输。与此相对的是**数据报技术** ，它不需要预先建立路径，每个数据包独立寻找最优路径。
**几种不同的操作模式** 包括外部虚电路与内部虚电路、外部虚电路与内部数据报、外部数据报与内部数据报、外部数据报与内部虚电路。这些模式的不同之处主要在于数据包的处理方式以及是否需要建立预设路径。
##### 三、帧中继交换
**帧中继** 是一种基于分组交换的广域网技术，相比X.25协议，它简化了某些功能，从而提高了效率。例如：
- **呼叫控制信号与用户数据分离**：中间节点无需维护呼叫控制状态。
- **在第二层实现多路复用和交换**：省去了整个一层的处理过程。
- **不采用逐步的流控和差错控制**：减少了额外的开销。
**帧中继的应用场景** 包括数据块交互、文件传输、低速率复用以及字符交互通信等。
##### 四、信元交换技术
**ATM (Asynchronous Transfer Mode)** 技术是一种高速的数据传输技术，它使用固定长度的数据单元——信元来进行传输。每个信元由53个字节组成，包括5字节的信元头和48字节的信息域。信元头主要用于确定信元在网络中的路由。
**ATM的特性** 包括采用异步时分多路复用技术(ATDM)，以及应用独立的特点，即应用时钟和网络时钟之间没有关联，且信元结构与应用协议数据单元之间没有直接关联。
**虚拟通道与虚拟通路** 是ATM网络中的重要概念。每个虚拟通路可以包含多个虚拟通道，而每个虚拟通道都有唯一的标识符VCI，用于识别属于同一通道的所有信元。
#### 第4章 网络体系结构及协议
##### 一、网络体系结构及协议的定义
**网络体系结构** 描述了计算机网络中各部分如何协同工作，包括硬件、软件、协议和服务。网络体系结构通常划分为不同的层次或层，每一层负责特定的功能。
- **协议** 定义了数据在网络中传输的规则和标准。协议是实现网络功能的关键，确保数据能够在不同设备之间正确传输。
**网络体系结构的典型例子** 包括OSI模型和TCP/IP模型。
**开放系统互连参考模型(OSI)** 将网络划分为七层：
1. **物理层**：负责传输比特流。
2. **数据链路层**：提供节点间的数据链路。
3. **网络层**：负责寻址和路由选择。
4. **传输层**：提供端到端的数据传输服务。
5. **会话层**：管理会话的建立、维护和释放。
6. **表示层**：处理数据格式化、加密和解密等。
7. **应用层**：为用户提供应用程序接口。
**TCP/IP协议集** 包括了互联网中广泛使用的协议栈，主要分为四层：
1. **网络接口层**：处理与物理网络相关的细节。
2. **网络层**：IP协议位于这一层，负责寻址和路由选择。
3. **传输层**：包括TCP和UDP协议，提供端到端的数据传输服务。
4. **应用层**：支持常见应用的服务，如HTTP、FTP等。
这些概念和技术构成了现代网络通信的基础，对于理解和设计复杂的数据通信系统至关重要。
