2.4 了解数据交换技术（教学设计）-高一《计算机网络技术基础》同步精品课堂（电子工业出版社）

项目二 任务4 了解数据交换技术 一、教学目标 1.技能目标 了解电路交换、报文交换、分组交换的概念。 2.知识目标 （1）掌握电路交换、报文交换、分组交换的特点及优缺点。 （2）掌握报文交换和分组交换相似的地方。 3.素养目标 （1）激发学生对专业技能学习的兴趣。 （2）培养学生自主学习能力以及对知识的归纳总结能力。 二、重点难点 1.重点：（1）了解电路交换、报文交换、分组交换的含义；（2）掌握电路交换、报文交换、分组交换的特点。 2.难点：了解电路交换、报文交换、分组交换的适用领域。 三、教学时间 本任务教学，课内计划1课时。 4、 教学过程 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 1.连接电话机。 有5部电话机，要求两两用电话线相连，总共需要多少根电话线?。 电话通信时，若两部电话机之间通过双绞线电缆对直接相连，则两部电话机需要1根双绞线电缆，3台电话机之间需要3根双绞线电缆, 5台电话机之间需要10根双绞线电缆。 2.如果有10部电话机，要求两两用电话线相连，总共需要多少根电话线? N台电话机之间需要N (N-1) 12根双绞线电缆，这在现实中是不可能做到的!必须用电话交换机来把N台电话机相连，由电话交换机内部执行电路的交换。这就是一种数据交换技术。 观察、讨论、思考 激发学生的学习兴趣，利用电话机的连接思考电路交换。 讲授新课 1、 数据交换的定义和分类 数据交换指在多个数据终端设备之间，为任意两个终端设备建立临时通路的过程。 数据交换可以分为电路交换、报文交换、分组交换和混合交换。本节课只介绍前面3种。 2、 电路交换 电路交换最初是指连接电话机的双绞线电缆在交换机上进行的交换(交换机有人工、步进或程控的)，构造一个话路。通话结束后，这个话路被拆除。 当电话用户增多时，就要用彼此相连的交换机中继线连接起来，进而构成一个庞大的电话网络。两个用户在通话时，独占这个话路，其他用户无法使用。主叫无法打进电话，会提示“正在通话中”。 由于现在信道上采用了多路复用技术，电路交换泛指多路信号中的某一路(某个子信道、某个时间片或某个码序)和另一路的交换。用户线自然只能用户自己使用，中继线早已经被数字化，并且划分成若干个子信道了。 从通信资源的分配角度来看，交换就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。因此，电路交换可分成3个过程，即建立连接(占用某路资源) →使用连接(排他性地一直占用)→释放连接(归还该路资源，其他用户可用)。当所有路的资源都被使用时，用户会听到忙音，必须先挂机，过段时间再重新拨号。 电路交换的优点包括。 (1)由于通信资源为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。 (2)通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。 (3)双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。 (4)电路交换既适用于传输模拟信号，又适用于传输数字信号。 (5)电路交换的交换设备及控制均比较简单。 电路交换的缺点如下。 (1)信道资源利用率低。在被占用的某路资源上，在绝大多数时间内是空闲的(如通话双方不可能一直不停地讲话，除非是噪声)。有统计资料表明，该资源的平均利用时间为1%~ 10%。 (2)交换前需要建立连接，花费时间比较长，这对于具有突发性要求的计算机通信而言是不可接受的。 (3)电路交换时，数据直达，针对计算机网络中不同类型、不同规格、不同速率的终端，很难相互通信。 (4)电路交换的数据难以在通信过程中进行差错控制。 3、 报文交换 前面已经讲过，在计算机中，信息也称为“报文”。 报文交换是以报文为数据交换单位的信息传递方式，报文携带有目的地址、源地址等信息，在交换结点上采用“存储转发”的传输方式。 完整的报文在结点中先存储报文，通过路由机制，找到结点，转发报文，进行存储，并寻找下一一个结点，再转....最后到达目的结点。两个报文在交换过程中，各自沿不同的路径传输，经过多次“存储-转发”。 报文交换的优点如下。 (1)报文交换前，不需要建立连接，也就不用独占信道资源，用户可随时发送报文，所以信道利用率较高。 (2)由于报文在结点上先进行存储，因此可以设置数据校验机制，容易实现转码、速率匹配等操作。即使某个结点出现故障，也可以根据路由机制选择其他结点进行传送。所以，报文交换的可靠性非常高。 报文交换的缺点如下。 (1) - -次交换的数据量往往比较大，对网络中结点的存储与处理能力提出了较高的要求,使得通信成本提高、通信延迟增加，很容易造成网络堵塞，系统灵活性与可靠性下降。 (2)一次交换的数据量往往比较大，发生差错的可能性也较大，用于差错检测的时间比较长，一旦发生差错， 就需要重新传输整个报文，大幅降