高中信息技术选修3课件-3.2.2 数据交换技术-教科版(共27张PPT)
文档属性
| 名称 | 高中信息技术选修3课件-3.2.2 数据交换技术-教科版(共27张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2021-01-13 21:57:05 | ||
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文档简介
——“锦囊妙计”的传送
数据交换技术
目录
CONTENTS
创设情境，引入问题。
01
三种数据交换技术
02
课堂小结
03
拓展练习
04
古有三国锦囊妙计，今天老师也送你们一个锦囊，大家想知道这个锦囊里的”妙计”是什么吗？那就让我们一起来体验在网络世界中如何把这个锦囊进行传送。我们把经过编码后的数据看成是一个锦囊，那么这个锦囊在通信线路上如何进行传输的？
01
创设情境，引入问题
首先，了解几个概念：
网络站：通常将希望通信的一批设备称为网络站。
节点：将任何拥有唯一网络地址并提供通信的设备称为节点。这些节点以某种方式用传输链路相互连接起来。每个分支都连接到一个节点上去，把节点集称为通信网络。如果所连接的设备是计算机和终端的话，那么节点集加上一些分支就构成计算机网络。
在计算机网络中，数据的发送方与接收方通常不是直接连在一起的，而是需要若干个中间节点的转接，如要通过若干个路由器、交换机等设备，这就要用到数据交换技术。 下图示意一个交换网络的拓扑结构。
01
创设情境，引入问题
01
创设情境，引入问题
常常是通过有节点的网络来把数据从源地点发送到目的地点，以此实现通信；
数据交换技术：在任意拓扑的数据通信网络中，通过网络节点的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间数据通路接续的技术。数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换。
02
三种数据交换技术
02
三种数据交换技术——电路交换
01
【任务一】电路交换技术的体验
根据上课之前的分组情况，下面请8个同学来分别角色扮演网络节点和网络站。根据动画一，演示一下锦囊的的传输过程。
动画一：电路交换过程演示
D1
D2
02
三种数据交换技术——电路交换
02
电路交换原理：与电话交换方式的工作过程很类似，两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接，然后在进行数据通信；通信中自始至终使用该条链路进行信息传输，而不允许其他计算机和终端同时共享该条链路。
电路交换方式的通信过程：
A．线路建立阶段：在传输数据之前，先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。
B .数据传输阶段：通过建立好的连接电路建立以后，可以实时、双向交换数据。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。
C．线路释放阶段：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。
特点：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用电路。电路交换效率不高。
三种数据交换技术——电路交换
02
三种数据交换技术——报文交换
02
【任务二】打开“学生素材”文件夹的PPT文件，自主学习报文交换和分组交换技术。理解两种交换技术的工作原理及特点。
自主学习之后请两组同学选代表进行角色扮演网络节点和网络站分别完成报文交换和分组交换的动画模拟过程。（”锦囊妙计”的传送）
思考哪种传输方式使得信息到达目标节点更快？
（ 提示：在演示分组交换时"妙计”分成若干个分组,存储及转发就是抄下妙计再转发至下一个节点。每个节点上的同学只要接到任务就不能停歇，直至没有任务完成为止。）
F
D
C
A
存储数据,将数据发送给C
B
E
存储数据,将数据发送给D
存储数据,将数据发送给F
存储数据,将数据发送给乙
甲
乙
数据
02
三种数据交换技术——报文交换
02
三种数据交换技术——报文交换
报文交换方式
? 报文交换的基本原理
报文交换不事先建立物理电路，当发送方有数据要发送时，它把要发送的数据当作一个整体交给中间交换设备，中间交换设备先将报文存储起来，然后选择一条合适的空闲输出线将数据转发给下一个交换设备，如此循环往复直至将数据发送到目的结点。
? 报文的基本格式
02
报文与电路进行对比：
电路交换的缺点是线路利用率低，即使双方在通信过程中有很多空闲时间，其他用户也不能利用。针对电路交换的缺点，产生了另一种利用计算机进行存储-转发的交换方式。
当主机收到要求转发的信息后，不管是否接通了目的主机，都让发送节点发送消息，不要求把发送节点和接收节点连接之后才允许发送信息。
这种交换方式要求信息有一定的格式。
举例：电报系统
三种数据交换技术——报文交换
H2
H1
D1
d1
d2
d3
D1
02
三种数据交换技术——分组交换
02
三种数据交换技术——分组交换
分组交换技术
工作原理：分组交换技术是报文交换技术的改进，它是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做一个分组。在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将它们转发至目的地，这一过程称为分组交换。
分组交换技术是在数据网络中最广泛使用的一种交换技术.
举例：IP电话（分组交换使得数据在网络中的传输速度和信息吞吐量大大提高，虽然比不上电路交换的速度，但是语音信息数据以分组交换方式在网络中传输效果接近了电路交换的效果）
02
三种数据交换技术
小结：这三种数据交换方式都是通过对技术进行改进，提高线路的利用率。
报文交换模拟过程中，在抄送的同学忙时，其他同学都在闲着等待，造成资源浪费，信息不能连续的传到目标节点，出现信息断断续续，造成信息延时——即网络延时。
分组交换模拟过程中，抄送过程中尽可能的让每个节点上的同学都有事情做，直到信息抄送完，信息绵绵不断的传送到目标节点，提高了信息的传输速度。
02
三种数据交换技术
【任务三】三种交换技术的比较
比较三种交换技术，完成表一。（提示：可从以下几个方面来比较三种数据交换技术的优缺点，通讯速度、线路使用率、对中间设备的要求。每组选一个代表阐述各自的优缺点。）
通讯方式
数据交换技术
优点
缺点
传统电话
电报
IP电话
表一
03
02
三种数据交换技术
三种交换方式的比较
线路交换：在数据传送之前需建立一条物理通路，在线路被释放之前，该通路将一直被一对用户完全占有；
报文交换：报文从发送方传送到接收方采用存储转发的方式；
分组交换：此方式与报文交换类似，但报文被分成组传送，并规定了分组的最大长度，到达目的地后需重新将分组组装成报文。
02
三种数据交换技术
通信方式
数据交换技术
优点
缺点
传统电话
电报
IP电话
电路交换
报文交换
分组交换
可靠、实时
线路利用率低
提高了线路利用率
延迟时间长且不定
实现的技术比较复杂
减少了传输延迟,提高了网络吞吐量
03
课堂小结
1、了解电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术的工作原理；
2、能够比较三种交换技术的优缺点；
3."锦囊妙计”----如果你想要成为一个具有卓越优能力的人,请从现在开始培养以下五大核心能力:
思辩思维Critical Thinking 学会提问是人生最棒的财富之一。
合作Collaboration 一起努力,也许就能成功。
创造力Creativity 方法有100种，但我会想出第101种。
沟通Communication 交换语言，倾听想法，收获不一样的世界。
自信Confidence 相信自己，是赢得世界的第一步。
三.课堂小结
04
拓展练习
四.拓展练习
1.理解IP电话为什么会比较便宜?
2.如果发现一个节点有抄错现象，如何处理?
谢 谢！
报文交换方式优点
不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。
线路效率较高；
在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。
一个报文可以同时发送到多个目的地址
允许建立数据传输优先级，报文优先级高的优先传送。
报文交换的缺点
报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据；
报文交换只适用于数字信号；
要求网络中每个结点有较大的缓冲区。
电路交换的缺点
电路交换的平均连接建立时间较长；
信道利用率低；
电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，难以进行差错控制。
数据交换技术
目录
CONTENTS
创设情境，引入问题。
01
三种数据交换技术
02
课堂小结
03
拓展练习
04
古有三国锦囊妙计，今天老师也送你们一个锦囊，大家想知道这个锦囊里的”妙计”是什么吗？那就让我们一起来体验在网络世界中如何把这个锦囊进行传送。我们把经过编码后的数据看成是一个锦囊，那么这个锦囊在通信线路上如何进行传输的？
01
创设情境，引入问题
首先，了解几个概念：
网络站：通常将希望通信的一批设备称为网络站。
节点：将任何拥有唯一网络地址并提供通信的设备称为节点。这些节点以某种方式用传输链路相互连接起来。每个分支都连接到一个节点上去，把节点集称为通信网络。如果所连接的设备是计算机和终端的话，那么节点集加上一些分支就构成计算机网络。
在计算机网络中，数据的发送方与接收方通常不是直接连在一起的，而是需要若干个中间节点的转接，如要通过若干个路由器、交换机等设备，这就要用到数据交换技术。 下图示意一个交换网络的拓扑结构。
01
创设情境，引入问题
01
创设情境，引入问题
常常是通过有节点的网络来把数据从源地点发送到目的地点，以此实现通信；
数据交换技术：在任意拓扑的数据通信网络中，通过网络节点的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间数据通路接续的技术。数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换。
02
三种数据交换技术
02
三种数据交换技术——电路交换
01
【任务一】电路交换技术的体验
根据上课之前的分组情况，下面请8个同学来分别角色扮演网络节点和网络站。根据动画一，演示一下锦囊的的传输过程。
动画一：电路交换过程演示
D1
D2
02
三种数据交换技术——电路交换
02
电路交换原理：与电话交换方式的工作过程很类似，两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接，然后在进行数据通信；通信中自始至终使用该条链路进行信息传输，而不允许其他计算机和终端同时共享该条链路。
电路交换方式的通信过程：
A．线路建立阶段：在传输数据之前，先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。
B .数据传输阶段：通过建立好的连接电路建立以后，可以实时、双向交换数据。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。
C．线路释放阶段：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。
特点：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用电路。电路交换效率不高。
三种数据交换技术——电路交换
02
三种数据交换技术——报文交换
02
【任务二】打开“学生素材”文件夹的PPT文件，自主学习报文交换和分组交换技术。理解两种交换技术的工作原理及特点。
自主学习之后请两组同学选代表进行角色扮演网络节点和网络站分别完成报文交换和分组交换的动画模拟过程。（”锦囊妙计”的传送）
思考哪种传输方式使得信息到达目标节点更快？
（ 提示：在演示分组交换时"妙计”分成若干个分组,存储及转发就是抄下妙计再转发至下一个节点。每个节点上的同学只要接到任务就不能停歇，直至没有任务完成为止。）
F
D
C
A
存储数据,将数据发送给C
B
E
存储数据,将数据发送给D
存储数据,将数据发送给F
存储数据,将数据发送给乙
甲
乙
数据
02
三种数据交换技术——报文交换
02
三种数据交换技术——报文交换
报文交换方式
? 报文交换的基本原理
报文交换不事先建立物理电路，当发送方有数据要发送时，它把要发送的数据当作一个整体交给中间交换设备，中间交换设备先将报文存储起来，然后选择一条合适的空闲输出线将数据转发给下一个交换设备，如此循环往复直至将数据发送到目的结点。
? 报文的基本格式
02
报文与电路进行对比：
电路交换的缺点是线路利用率低，即使双方在通信过程中有很多空闲时间，其他用户也不能利用。针对电路交换的缺点，产生了另一种利用计算机进行存储-转发的交换方式。
当主机收到要求转发的信息后，不管是否接通了目的主机，都让发送节点发送消息，不要求把发送节点和接收节点连接之后才允许发送信息。
这种交换方式要求信息有一定的格式。
举例：电报系统
三种数据交换技术——报文交换
H2
H1
D1
d1
d2
d3
D1
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三种数据交换技术——分组交换
02
三种数据交换技术——分组交换
分组交换技术
工作原理：分组交换技术是报文交换技术的改进，它是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做一个分组。在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将它们转发至目的地，这一过程称为分组交换。
分组交换技术是在数据网络中最广泛使用的一种交换技术.
举例：IP电话（分组交换使得数据在网络中的传输速度和信息吞吐量大大提高，虽然比不上电路交换的速度，但是语音信息数据以分组交换方式在网络中传输效果接近了电路交换的效果）
02
三种数据交换技术
小结：这三种数据交换方式都是通过对技术进行改进，提高线路的利用率。
报文交换模拟过程中，在抄送的同学忙时，其他同学都在闲着等待，造成资源浪费，信息不能连续的传到目标节点，出现信息断断续续，造成信息延时——即网络延时。
分组交换模拟过程中，抄送过程中尽可能的让每个节点上的同学都有事情做，直到信息抄送完，信息绵绵不断的传送到目标节点，提高了信息的传输速度。
02
三种数据交换技术
【任务三】三种交换技术的比较
比较三种交换技术，完成表一。（提示：可从以下几个方面来比较三种数据交换技术的优缺点，通讯速度、线路使用率、对中间设备的要求。每组选一个代表阐述各自的优缺点。）
通讯方式
数据交换技术
优点
缺点
传统电话
电报
IP电话
表一
03
02
三种数据交换技术
三种交换方式的比较
线路交换：在数据传送之前需建立一条物理通路，在线路被释放之前，该通路将一直被一对用户完全占有；
报文交换：报文从发送方传送到接收方采用存储转发的方式；
分组交换：此方式与报文交换类似，但报文被分成组传送，并规定了分组的最大长度，到达目的地后需重新将分组组装成报文。
02
三种数据交换技术
通信方式
数据交换技术
优点
缺点
传统电话
电报
IP电话
电路交换
报文交换
分组交换
可靠、实时
线路利用率低
提高了线路利用率
延迟时间长且不定
实现的技术比较复杂
减少了传输延迟,提高了网络吞吐量
03
课堂小结
1、了解电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术的工作原理；
2、能够比较三种交换技术的优缺点；
3."锦囊妙计”----如果你想要成为一个具有卓越优能力的人,请从现在开始培养以下五大核心能力:
思辩思维Critical Thinking 学会提问是人生最棒的财富之一。
合作Collaboration 一起努力,也许就能成功。
创造力Creativity 方法有100种，但我会想出第101种。
沟通Communication 交换语言，倾听想法，收获不一样的世界。
自信Confidence 相信自己，是赢得世界的第一步。
三.课堂小结
04
拓展练习
四.拓展练习
1.理解IP电话为什么会比较便宜?
2.如果发现一个节点有抄错现象，如何处理?
谢 谢！
报文交换方式优点
不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。
线路效率较高；
在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。
一个报文可以同时发送到多个目的地址
允许建立数据传输优先级，报文优先级高的优先传送。
报文交换的缺点
报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据；
报文交换只适用于数字信号；
要求网络中每个结点有较大的缓冲区。
电路交换的缺点
电路交换的平均连接建立时间较长；
信道利用率低；
电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，难以进行差错控制。