单工通信模式、半双工通信模式和全双工通信模式的区别

计算机的通信方式

了解计算机的通信方式，可以更好的帮助我们理解网络是如何交互的，我们知道计算机的两种基本通信方式是串行通信和并行通信。

串行通信指在计算机总线或其他数据通百道上，每次传输一个位元数据，并连续进行以上单次过程的通信方式。串行通信被用于长距离通信以及大多数计算机网络。主要起到主机与外设以及主机之间的数据传输作用，串行通信具有传输线少、成本低的特点，适用于近距离的人-机交换、实时监控等系统。
通信工作当中，借助于现有的电话网也能实现远距离传输，因此串行通信接口是计算机系统当中的常用接口，是一种通信双方按位进行，遵守时序的一种通信方式。

并行通信是在串行端口上通过一次同时传输若干位元数据的方式进行通信。多比特数度据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。

串行和并行的区别
1、发送数据数量不同：串行通信用一根线在不同的时刻发送8位数据；并行通信在同一时刻发送多位数据。
2、传输距离不同：串行通信传输距离远、占用资源少，并行通信则传输距离较短

3、速度不同：串行通信发送速度慢，并行通信发送速度快，占用资源多。

通信模式

我们在串行通信中,数据通常是在两个站(如终端和微机)之间进行传送,按照数据流的方向可分成三种基本的传送方式：单工通信和双工通信中的全双工、半双工。

通信的种类	说明
单工通信（Simplex）	类似于电视、广播中电磁波信号的传输，一般为固定发送方（电视台、广播站）与固定接收方（接收天线）之间的通信方式，也称为单向通信
双工通信（Duplex）	通信的过程中没有明确的发送方和接收方，双方能够互换角色的通信方式

双工通信：

通信的种类	说明
半双工通信（Half-duplex）	类似于无线对讲机的通信方式，通信的一方在说话时（信号发送时），另一方不能说话（A→B且B→A）
全双工通信（Full-duplex）	类似于电话的通信方式，通信的一方正在说话，另一方也可以说话（A→B或B→A）

如图所示：

单工通信

单工通信信道是单向信道，发送端和接收端的身份是固定的，发送端只能发送信息，不能接收信息；接收端只能接收信息，不能发送信息，数据信号仅从一端传送到另一端，即信息流是单方向的例如广播电视就是很好的单工方式。根据收发频率的异同，单工通信可分为同频通信和异频通信。

同频是指通信双方使用相同的工作频率。生活中使用的电台之间可直接通话，不需基站转接。通信双方的操作采用“按——讲”（PTT,Push To Talk）方式。在该方式中，电台的收发信机是交替工作的，故收发信机不需要使用天线共用器，而是使用同一副天线。平时，双方的接收机均处于守听的状态，不按键时发射机不工作，功耗小。缺点是当有两个以上移动台同时发射时就会出现同频干扰，所以只适用于组建简单和甚小容量的通信网。

异频在无中心转信台转发的情况，电台要配对使用，否则通信双方无法通话，故异频单工方式主要用于有中心转信台转发的情况。由于收发频率有一定保护间隔，提高了抗干扰能力，中心转信台的加入使通信区域得到有效扩大，因此，这种方式常用于组建有几个频道同时工作的专用网。

半双工通信

半双工通信也叫双向交替通信，通信的双方都可以发送信息，但双方不能同时发送或接收。它实际上可以理解为一种切换方向的单工通信。和野外探险中使用的对讲机类似，一方讲话的时候另一方不能讲话，通过开切换键可以切换改变通话方式。

这时有人肯定会像我一样疑惑，对讲机不是叫作单工机么？其实人们有时也用“单工”这个名词表示“半双工”，如常说的“单工电台”，并不是只能进行单向传送。所以这个“单工”，“半双工”，“全双工”术语的使用是非常混乱。。。害的我当时也蒙逼了好久。

在以太网（局域网）中进行数据通信时，就使用只支持半双工的集线器进行收发数据包的操作，如果多台计算机同时发送消息，信号就会在集线器内部混杂在一起，进而无法使用，这种现象称为碰撞，是以太网的一个重要特征。

全双工通信

全双工通信又叫双向同时通信，通信的双方可以同时发送和接收信息。生活应用像打电话、及网络所使用的交换机（一种用于电或光信号转发的网络设备）。

相比于半双工模式的集线器，交换机的全双工模式可以同时发送和接收信号。使用双绞线时，发送和接收的信号线是各自独立的，因此在双绞线中信号不会像集线器那样发生碰撞。如果不存在碰撞，也就不需要半双工模式的碰撞处理机制了。

所以人们对以太网规范进行了修订，增加了一个无论网络中有没有信号都可以发送信号的工作模式，同时规定在这一工作模式下停用碰撞检测。这种工作模式就是全双工模式。在全双工模式下，无需等待其他信号结束就可以发送信号，因此它比半双工模式速度要快。由于双方可以同时发送数据，所以可同时传输的数据量更大，性能也就更高。

若是对交换机和集线器感兴趣，想要了解的童鞋可以看看这篇文章——路由器、交换机、集线器三剑客有什么区别？分别是用来干什么的？