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数据传输

数据传输

数据传输

数据传输(data transmission),指的是依照适当的规程,经过一条或多条链路,在数据源和数据宿之间传送数据的过程。也表示藉助信道上的信号将数据从一处送往另一处的操作。

基本介绍

  • 中文名:数据传输
  • 外文名:data transmission
  • 作用:远程档案和多媒体信息的传输
  • 类别:并行传输等
  • 套用学科:计算机、通信

简介

数据传输是数据从一个地方传送到另一个地方的通信过程。数据传输系统通常由传输信道和信道两端的数据电路终接设备(DCE)组成,在某些情况下,还包括信道两端的复用设备。传输信道可以是一条专用的通信信道,也可以由数据交换网、电话交换网或其他类型的交换网路来提供。数据传输系统的输入输出设备为终端或计算机,统称数据终端设备(DTE),它所发出的数据信息一般都是字母、数字和符号的组合,为了传送这些信息,就需将每一个字母、数字或符号用二进制代码来表示。常用的二进制代码有国际五号码(IA5)、EBCDIC码、国际电报二号码(ITA2)和汉字信息交换码(见数据通信代码)。
数据传输可以方便地实现。

传输分类

①基带传输是指由数据终端设备(DTE)送出的二进制“1”或“0”的电信号直接送到电路的传输方式。基带信号未经调製,可以经过码形变换(或波形变换)进行驱动后直接传输。基带信号的特点是频谱中含有直流、低频和高频分量,随着频率升高,其幅度相应减小,最后趋于零。基带传输多用在短距离的数据传输中,如近程计算机间数据通信或区域网路中用双绞线或同轴电缆为介质的数据传输。
②大多数传输信道是带通型特性,基带信号通不过。採用调製方法把基带信号调製到信道频宽範围内进行传输,接收端通过解调方法再还原出基带信号的方式,称为频带传输。这种方式可实现远距离的数据通信,例如利用电话网可实现全国或全球範围的数据通信。
③数字数据传输是利用数字话路传输数据信号的一种方式。例如,利用PCM(脉冲编码调製)数字电话通路,每一个话路可以传输64kbit/s的数据信号,不需要调製,效率高,传输质量好,是数据通信很好的一种传输方式。

并行传输

并行传输是构成字元的二进制代码在并行信道上同时传输的方式。例如,8单位代码字元要用8条信道并行同时传输,一次即可传一个字元,收、发双方不存在字元同步问题,速度快,但信道多、投资大,数据传输中很少採用。不适于做较长距离的通信,常用于计算机内部或在同一系统内设备间的通信。

串列传输

串列传输是构成字元的二进制代码在一条信道上以位(码元)为单位,按时间顺序逐位传输的方式。按位传送,逐位接收,同时还要确认字元,所以要採取同步措施。速度虽慢,但只需一条传输信道,投资小,易于实现,是数据传输採用的主要传输方式。也是计算机通信採取的一种主要方式。

异步传输

异步传输是字元同步传输的方式,又称起止式同步。当传送一个字元代码时,字元前面要加一个“起”信号,长度为1个码元宽,极性为“0”,即空号极性;而在发完一个字元后面加一个“止”信号,长度为1,1.5(国际2号代码时用)或2个码元宽,极性为“1”,即传号极性。接收端通过检测起、止信号,即可区分出所传输的字元。字元可以连续传送,也可单独传送,不传送字元时,连续传送止信号。每一个字元起始时刻可以是任意的,一个字元内码元长度是相等的,接收端通过止信号到起信号的跳变(“1” “0”) 来检测一个新字元的开始。该方式简单,收、发双方时钟信号不需要精确同步。缺点是增加起、止信号,效率低,使用于低速数据传输中。

同步传输

同步传输是位(码元)同步传输方式。该方式必须在收、发双方建立精确的位定时信号,以便正确区分每位数据信号。在传输中,数据要分成组(或称帧),一帧含多个字元代码或多个独立码元。在传送数据前,在每帧开始必须加上规定的帧同步码元序列,接收端检测出该序列标誌后,确定帧的开始,建立双方同步。接收端DCE从接收序列中提取位定时信号,从而达到位(码元)同步。同步传输不加起、止信号,传输效率高,使用于2 400 bit/s以上数据传输,但技术比较複杂。

单工传输

单工传输指数据只能按单一方向传送和接收;半双工传输指数据可以在两个方向传输但不能同时进行,即交替收、发;全双工传输指数据可以在两个方向同时传输,即同时收和发。一般四线线路为全双工数据传输,二线线路可实现全双工数据传输。

传输方式

数据传输方式一般无非是以下几种:
1.socket方式
Socket方式是最简单的互动方式。是典型才c/s 互动模式。一台客户机,一台伺服器。伺服器提供服务,通过ip地址和连线埠进行服务访问。而客户机通过连线伺服器指定的连线埠进行讯息互动。其中传输协定可以是tcp/UDP 协定。而伺服器和约定了请求报文格式和回响报文格式。
我们常用的http调用,java远程调用,webserivces 都是採用的这种方式,只不过不同的就是传输协定以及报文格式。
这种方式的优点是:
1.易于编程,java提供了多种框架,禁止了底层通信细节以及数据传输转换细节。
2.容易控制许可权。通过传输层协定https,加密传输的数据,使得安全性提高
3.通用性比较强,无论客户端是.net架构,java,python 都是可以的。尤其是webservice规範,使得服务变得通用。
而这种方式的缺点是:
1.伺服器和客户端必须同时工作,当伺服器端不可用的时候,整个数据互动是不可进行。
2.当传输数据量比较大的时候,严重占用网路频宽,可能导致连线逾时。使得在数据量互动的时候,服务变的很不可靠。
2.ftp/档案共享伺服器方式
对于大数据量的互动,採用这种档案的互动方式最适合不过了。系统A和系统B约定档案伺服器地址,档案命名规则,档案内容格式等内容,通过上传档案到档案伺服器进行数据互动。
最典型的套用场景是批量处理数据:例如系统A把12点之前把要处理的数据生成到一个档案,系统B第二天凌晨1点进行处理,处理完成之后,把处理结果生成到一个档案,系统A 12点在进行结果处理。这种状况经常发生在A是事物处理型系统,对回响要求比较高,不适合做数据分析型的工作,而系统B是后台系统,对处理能力要求比较高,适合做批量任务系统。
以上只是说明通过档案方式的数据互动,实际情况B完成任务之后,可能通过socket的方式通知A,不一定是通过档案方式。
这种方式的优点:
1.在数据量大的情况下,可以通过档案传输,不会逾时,不占用网路频宽。
2.方案简单,避免了网路传输,网路协定相关的概念。
这种方式的缺点:
1.不太适合做实时类的业务
2.必须有共同的档案伺服器,档案伺服器这里面存在风险。因为档案可能被篡改,删除,或者存在泄密等。
3.必须约定档案数据的格式,当改变档案格式的时候,需要各个系统都同步做修改。
3.资料库共享数据方式
系统A和系统B通过连线同一个资料库伺服器的同一张表进行数据交换。当系统A请求系统B处理数据的时候,系统A Insert一条数据,系统B select 系统A插入的数据进行处理。
这种方式的优点是:
1.相比档案方式传输来说,因为使用的同一个资料库,互动更加简单。
2.由于资料库提供相当做的操作,比如更新,回滚等。互动方式比较灵活,而且通过资料库的事务机制,可以做成可靠性的数据交换。
这种方式的缺点:
1.当连线B的系统越来越多的时候,由于资料库的连线池是有限的,导致每个系统分配到的连线不会很多,当系统越来越多的时候,可能导致无可用的资料库连线
2.一般情况,来自两个不同公司的系统,不太会开放自己的资料库给对方连线,因为这样会有安全性影响
4.message方式
Java讯息服务(Java Message Service)是message数据传输的典型的实现方式。系统A和系统B通过一个讯息伺服器进行数据交换。系统A传送讯息到讯息伺服器,如果系统B订阅系统A传送过来的讯息,讯息伺服器会讯息推送给B。双方约定讯息格式即可。市场上有很多开源的jms讯息中间件,比如 ActiveMQ, OpenJMS 。
这种方式的优点:
1.由于jms定义了规範,有很多的开源的讯息中间件可以选择,而且比较通用。接入起来相对也比较简单。
2.通过讯息方式比较灵活,可以採取同步,异步,可靠性的讯息处理,讯息中间件也可以独立出来部署。
这种方式的缺点:
1.学习jms相关的基础知识,讯息中间件的具体配置,以及实现的细节对于开发人员来说还是有一点学习成本的。
2.在大数据量的情况下,讯息可能会产生积压,导致讯息延迟,讯息丢失,甚至讯息中间件崩溃。

DCE中的数据传输

1.DCE传送部分
DCE传送部分的作用是将终端输入的二进制代码编码,变换成适合传输信道传送的电信号。对于模拟传输信道,DCE的传送部分就是调製器,它将二进制数位讯号变换成模拟信号,使传送信号的频谱与传输信道的频带相匹配,以便数据信号能在传输信道中有效地、可靠地传送。对于数字信道,DCE通常称作数据服务单元(DSU),其传送部分将输入的二进制数位讯号,经过码型变换和电平变换,使输出波形适合数字信道的传输。
2.传输信道
以传输媒体为基础的信号通路。它可由一种传输媒体或几种不同的传输媒体连结组成。不同的传输信道对数据传输速率、传输质量影响很大。通常,传输信道的分类为:
①按传输媒体可分为有线信道与无线信道。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆和光缆;无线信道包括微波、卫星、散射、超短波和短波信道。
②按允许通过的信号类型可分为模拟信道与数字信道。模拟信道允许通过幅值和时间都是连续的模拟信号,如模拟电话信道;数字信道只允许通过离散的数位讯号,如脉冲编码调製(PCM)信道。
③按信道特性参数随时间的变化可分为恆参信道和变参信道。恆参信道的传输特性参数变化较慢,在相当长的时间可以把信道参数看成基本不变。通常将有线信道和微波、卫星信道作为恆参信道。变参信道的传输特性参数随时间变化较快,短波、超短波和散射信道都属于变参信道。
④按信道的使用方法可分为专用信道和公用信道。专用信道是两个DCE之间固定连线的信道。通常是从电信局租用的信道,它适用于短距离或数据传输业务量比较大的情况。公用信道是需要通信时才通过交换机接通的信道,也称交换信道。其特点是通信路由不固定,线路利用率较高,它适用于数据传输业务量不太大的情况。
3.DCE接收部分
DCE接收部分的作用是将传输信道送来的线路信号正确地还原成二进制数位讯号。对于模拟传输信道,它就是解调器。对于数字传输信道,它就是DSU的接收部分。
为了提高线路利用率,有时在传送端将若干个低速终端的数据流通过复用器集合成一高速数据流送往DCE的传送部分。接收端将来自DCE的高速数据流通过解复用器分隔出各路的低速数据送至相应的终端。这样的复用设备(例如时分复用器)也属于数据传输系统的组成部分。

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