1.2 电路，分组，报文交换

Posted 2021-10-12 Love and Share

1.2.1电路交换：

在电话问世后不久，人们就发现，要让所有的电话机两两相连是不现实的。

例如，两部电话只需要用一对电线就能互相连接起来

 

 但如果有5部电话要两两相连，那就需要10根电线

 

 

那要是当我的电话有10000台呢，要的线是不是就太多了。

这个时候人们意识到，我们搞一个中间设备将这些电话连接起来不就行了。这个中间设备就是电话交换机。每一个电话都连接到上面，可以把电话交换机看成是有多个开关的开关器。想要接谁就接谁，按需接通。

 

 电话交换机接通电话线的方式称为电路交换。从通信资源的分配角度来看，交换就是按照某种方式动态的分配传输线路的资源。

 

 

电路交换有以下三个步骤：

1）建立连接（分配通信资源）。例如在打电话之前，必须先拨号请求建立连接，当被叫用户听到电话交换机送来的拨号音并摘机后，从主叫端到被叫端就建立了一条连接。也就是一条专用的物理通路，这条连接保证了双方通话时所需的通信资源，而这些资源在双方通信时不会被其它资源占用。

2）通话（一直占用通信资源）。

3）释放连接（归还通信资源）

思考：请大家思考一下，如果使用电路交换来传送计算机数据，是否可行？

• 可以，但是效率很低

因此计算机网络常常采用分组交换而不是电路交换

 

1.2.2 分组交换

假设下图为因特网的一部分，在因特网中，最重要的分组交换机就是路由器，他负责将各种网络互连起来，并对接收到的分组进行转发，也就是进行分组交换。

 

 

 

我们来看这样一个例子：

假设H6的用户要给H2的用户发送一条消息，通常我们把表示该消息的整块数据称为一个报文。

 

 

在发送报文之前，先把较长的报文划分为一个个等长的数据段，

 

 

在每一个数据段前面，加上一些由必要的控制信息组成的首部后，就构成了一个分组，也可简称为包。相应的首部也可称为包头。

 

 

思考：添加首部的作用是什么？这不是加大了待传输的数据量吗？

实际上首部非常关键，包含目的地址，否则分组传输路径中的各分组交换机（也就是各路由器），就不知道如何转发分组了。分组交换机（路由器）收到分组以后，先将分组暂存下来。再检查其首部，按照首部中的目的地址进行查表转发，找到合适的转发接口。通过该接口将分组转发给下一个分组交换机。

在本例中，各分组进过不同路由器转发到H2，H2收到之后，去掉首部，组合各数据段还原出原始报文。

 

 

1.2.3报文交换

与分组交换类似，报文交换中的交换节点也采用存储转发方式，但报文交换对报文的大小没有限制，这就要求交换结点需要有较大的缓存空间。需要注意的是，报文交换主要用于早期的电报通信网，现在较少使用，通常被先进的分组交换方式替代。因此报文交换不再详细介绍

 

三种交换方式对比：

A B C D为4个交换机

 

 

分组交换相比报文交换，减少了转发时延。还可以避免过长的报文长时间占用链路，同时也有利于进行差错控制。

各种交换的优缺点：

 

计算机网络8--分组交换

本页内容

1.分组交换的原理

2.统计多路复用

3.分组交换的报文交付时间

4.分组交换的优点

5.分组交换的缺点

6.分组交换例题

1.分组交换的原理

   分组交换=Packet switching

   其原理是将报文拆分成一系列相对较小的数据包，将其传输到目的地再进行重组，还原成原报文。

   

   分组交换需要报文的拆分与重组。

   由于要让每个分组都能顺利到达目的地并重组，需要给每个分组加上一些说明信息，即头文件：

   

   因此会产生额外开销。

   分组交换以较小的分组进行“存储-转发”，因此对路由器的“存储”要求低。

2.统计多路复用

   统计多路复用=Statistical Multiplexing

   

   A与B分组序列不确定，按需共享链路。链路总是以1.5Mb/s的最高时速传输A与B的分组。

3.分组交换的报文交付时间

   

4.分组交换的优点

    a.分组交换允许更多用户同时使用网络

    b.适用于突发数据传输网络：资源充分共享，简单无需呼叫建立连接。

5.分组交换的缺点

    如果很多人同时使用网络，可能产生拥塞（congestion)，导致分组延迟和丢失。（需要协议处理可靠数据传输和拥塞控制）。

6.分组交换例题

   题目：

             

     解答：