计算机网络-分组交换与电路交换

Posted 2023-02-28 旷世奇才李先生

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文章目录

• 一、分组交换
• 二、电路交换
• 三、总结

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一、分组交换

在各种网络应用中，端系统彼此交换报文。报文能够包含协议设计者需要的任何东西。报文可以执行一种控制功能，也可以包含数据，例如电子邮件数据、JPEG图像或MP3音频文件。为了从源端系统向目的端系统发送一个报文，源将长报文划分为较小的数据块，称之为分组。在源和目的地之间，每个分组都通过通信链路和分组交换传送。分组以等于该链路最大传输速率的速度传输通信链路。因此，如果某源端系统或分组交换机经过一条链路发送一个L比特的分组，链路的传输速率为R比特/秒，则传输该分组的时间为L/R秒。

二、电路交换

通过网路链路和交换机移动数据有两种基本方法：电路交换和分组交换。

在电路交换网路中，在端系统间通信会话期间，预留了端系统间沿路径通信所需要的资源（缓存，链路传输速率）。在分组交换网路中，这些资源则不是预留的；会话的报文按需使用这些资源，其后果可能是不得不等待（即排队）接入通信线路。一个简单的类比是，考虑两家餐馆，一家需要顾客预订，而另一家不需要预订，但不保证能安排顾客。对于需要预订的那家餐馆，我们在离开家之前必须承受先打电话预订的麻烦，但当我们到达该餐馆时，原则上我们能够立即入座并点菜。对于不需要预订的那家餐馆，我们不必麻烦地预订餐桌，但当我们到达该餐馆时，也许不得不先等待一张餐桌空闲后才能入座。

传统的电话网络是电路交换网络的例子。考虑当一个人通过电话网向另一个人发送信息（语音或传真）时所发生的情况。在发送方能够发送信息之前，该网络必须在发送方和接收方之间建立一条连接。这是一个名副其实的连接，因为此时沿着发送方和接收方之间路径上的交换机都将为该连接维护连接状态。用电话的术语来说，该连接被称为一条电路。当网络创建这种电路时，它也在连接期间在该网络链路上预留了恒定的传输速率（表示为每条链路传输容量的一部分）。既然已经为该发送方-接收方连接预留了带宽，则发送方能够以确保的恒定速率向接收方传送数据。

如图，显示了一个电路交换网络。在这个网络中，用2条链路互联了4台电路交换机。这些链路中的每条都有2条电路，因此每条链路能够支持2条并行的连接。每台主机（例如PC和工作站）都与一台交换机直接相连。当两台主机要通信时，该网络在两台主机之间创建一条专用的端到端连接。因此，主机A为了向主机B发送报文，网络必须在两条链路的每条上先预留一条电路。在这个例子中，这条专用的端到端连接使用第一条链路中的第二条电路和第二条链路中的第四条电路。因为每条链路具有4条电路，对于由端到端连接所使用的每条链路而言，该连接在连接期间获得链路总传输容量的1/2。例如，如果两台邻近交换机之间的每条链路具有1Mbps传输速率，则每个端到端电路交换连接获得500kbps专用的传输速率。

与此相反，考虑一台主机要经过分组交换网络（如因特网）向另一台主机发送分组所发生的情况。与使用电路的交换相同，该分组经过一系列通信链路传输。但与电路交换不同的是，该分组被发送进网路，而不预留任何链路资源之类的东西。如果因为此时其他分组也需要经该链路进行传输而使链路之一出现拥塞，则该分组将不得不在传输链路发送侧的缓存中等待而产生时延。因特网尽最大努力以实时方式教父分组，但它不做任何保证。

三、总结

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