计算机网路电路交换分组交换

Posted 2021-10-22 栗栗本栗

文章目录

• 互联网的核心部分
• • 路由器
  • 主机和路由器的作用不同
• 电路交换
• • • “交换”的含义
    • 电路交换的特点
    • 电路交换举例
    • 电路交换的缺点
• 分组交换
• • • 分组交换的过程
    • 分组首部的重要性
    • 分组交换的优点
    • 分组交换带来的问题
• 三种交换的比较

互联网的核心部分

网络核心部分是互联网中最复杂的部分。
网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。

路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

路由器

在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。

路由器处理分组的过程是:
■把收到的分组先放入缓存（暂时存储）﹔
■查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发;
■把分组送到适当的端口转发出去。

主机和路由器的作用不同

• 主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。
• 路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付目的主机。

电路交换

“交换”的含义

在这里，“交换”(switching)的含义就是转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。
从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

电路交换的特点

电路交换必定是面向连接的。电路交换分为三个阶段:
■建立连接:建立一条专用的物理通路，以保证双方通话时所需的通信资源在通信时不会被其他用户占用;
■通信:主叫和被叫双方就能互相通电话;
■释放连接:释放刚才使用的这条专用的物理通路
(释放刚才占用的所有通信资源)。

电路交换举例

电路交换的缺点

• 计算机数据具有突发性。
• 这导致在传送计算机数据时,通信线路的利用率很低（用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%) 。

分组交换

■分组交换则采用存储转发技术。
在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

分组交换的过程

1. 每一个数据段前面添加上首部构成分组(packet)。

2. 分组交换网以“分组”作为数据传输单元。

3. 依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。

4. 接收端收到分组后剥去首部还原成报文。

5. 最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。
   
   

分组首部的重要性

• 每一个分组的首部都含有地址（诸如目的地址和源地址）等控制信息。
• 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。
• 每个分组在互联网中独立地选择传输路径。
• 用这样的存储转发方式,最后分组就能到达最终目的地。

分组交换的优点

分组交换带来的问题

分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。
分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。

三种交换的比较

• 若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快。
• 报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽,在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。
• 由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度，因此分组交换比报文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性。