计算机网络复习整理(第一章-2)交换技术

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前言:

每章分为三个部分:概念部分(需要记住)、详解部分(需要完全理解)、习题部分

这是第一章的第二部分,对需要完全理解的部分进行详细讲解

参考文献:

[1]陈虹、肖成龙、郭鹏飞、肖振久、江烨.计算机网络[M].机械工业出版社:北京,2021:1.                    //主要使用
[2]James F.Kurose,Keith W.Ross.计算机网络(自顶向下方法)[M].机械工业出版社:北京,2017:1.   //辅助使用

计算机网络概述(第一章)

第二部分-详解部分(1/2)

因为有点多,时间来不及了,这个部分分成1/2按交换技术不同和2/2计算机网络体系结构两章来写,其余部分看明日更新把

计算机网络按交换技术不同分为电路交换网、报文交换网、分组交换网(部分教材将报文交换归入电路交换的方式之一,我们分开来讲)

1.1 电路交换网(电路交换技术、线路交换网)

1.1.1面向连接方式:你可以把电路交换网理解为需要打电话预定的餐馆,一个叫报文的人去吃饭,需要提前预定座位,然后才可以去就餐。即:先呼叫建立连接,实现端到端的资源预留。

电话网路就是电路交换网之一,先呼叫,这时候其他人就打不进来了,通信双方的通信资源保留,物理通路被通信双方独占,资源专用,即使空闲也不与其他连接共享

1.1.2资源保留的含义:保留链路带宽资源交换机的交换能力

1.1.3由于建立连接并预留资源,因此传输性能好;但如果传输中发生设备故障,则传输被中断

(很好理解,你手机没电了当然通话就断了)

1.1.4通信过程三个阶段:线路建立、数据传输、线路拆除

电路交换图解

1.2 报文交换网:采用存储转发技术。不需要在两个节点之间建立专用线路。

1.2.1 储存转发技术:先说人话:把你要发送的东西完整接收到之后,先找个东西先把你要发送的存起来,找到往哪发之后再发过去。

即:中间交换节点收到数据先存储在缓冲区中,根据目的地址寻找下一个连接的节点将缓存数据转发出去。路由器需要接收到完整的整个数据分组以后,才能开始发送。

1.2.2传输延迟

将L位数据包以R bps的速率传输到链路中的传输延迟为

                                                            D_{tra}=L/R

拓展:储存转发传输的端到端时延(源和目的地间有N-1台路由器):

d_{tra}=N\\frac{L}{R}

1.2.3优缺点

优点:不用建立专门的线路、双方不用同步工作、提供传输速度和数据格式的转换

(可以把报文交换想成快递,不用单独为你搭建一个快递专线,快递运输到站点发出就可以了。)

缺点:有时延,因此并不适合实时通信(你会用寄信去讲要紧的事嘛)

报文交换图解

1.3 分组交换网(包交换)

通信双方以分组为单位、使用存储-转发机制,实现数据交互的通信方式。

1.3.1原理:源主机将长报文划分为若干数据块(分组),以分组为单位在通信线路中进行传输,当所有分组均到达目的主机时,再将所有分组重组成原来的数据。

(想象成给你发的快递有大有小,装在一个箱子里不方便,所以一票多件了,配送的时候又一块送)

1.3.2特点:

每个分组的首部都含有地址(目的地址和源地址)等控制信息

每个分组在互联网中独立地选择传输路径

支持灵活的统计多路复用

1.3.3分类

分组交换分为数据报和虚电路两种工作方式

1.3.3.1 数据报方式 (如图)

步骤:1)主机A把报文分为P1、P2等组发送

2)发送到某个节点后,节点进行差错检测,以保证传输的数据无误。如果无误,下一个节点向上一个节点发送确认信息(ACK)

3)收到ACK后,上一个节点删除该分组的副本

4)根据网络状态,选择往哪个节点继续发送。

特点:不同分组可以通过不同路径传输,数据可能有误因此需要验证,传输过程中每个分组都要有源地址、目的地址,延迟大,只能用于突发通信

1.3.3.2 虚电路方式(如图)

虚电路方式相当于把线路交换和数据报结合起来,即第一个数据包发送按前述数据报的方式,以后的节点都按该方式传输。

虚电路方式工作过程分为3个阶段:虚电路建立阶段、数据传输阶段与虚电路拆除阶段。

特点: 

分组传输前需要在源节点与目的节点之间建立一条逻辑连接。
一次通信的所有分组都通过虚电路顺序传送,因此,分组不必带目的地址、源地址等信息。 
分组到达目的节点时不会出现丢失、重复与乱序的现象。
分组通过虚电路上的每个节点时,节点只需要进行差错检测,不需要进行路由选择。
通信子网中每个节点可以与任何节点建立多条虚电路连接。

 

以上是关于计算机网络复习整理(第一章-2)交换技术的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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