分组交换技术

目录

一、新型计算机网络的基本特点

二、电路交换

1、回顾电路交换的原理

2、使用交换机连接许多部电话

3、电路交换举例

4、电路交换的三个阶段

5、电路交换的特点

三、分组交换

1、因特网有边缘部分与核心部分组成

2、分组交换的原理

3、分组交换的优点

4、存储转发并非完全新的概念

四、三种交换的比较

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一、新型计算机网络的基本特点

（1）网络用于计算机之间的数据传送；

（2）网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单一类型的计算机；

（3）所有的网络结点都同等重要，提高网络的生存性；

（4）计算机在运行通信时，必须有冗余路由；

（5）网络的结构应尽可能地简单，同时还能够非常可靠地传送数据。

二、电路交换

1、回顾电路交换的原理

• 两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。

• 5 部电话机两两相连，需 10 对电线。

• N 部电话机两两相连，需 N(N-1)/2对电线。
• 当电话机的数量很大时，这种连接方法需要的电线对的数量与电话机数的平方成正比。

2、使用交换机连接许多部电话

当电话机的数量增多时，相互之间直接相连复杂又浪费资源，这个时候就要使用交换机来完成全网的交换任务：

“交换”(switching)的含义是： 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。

3、电路交换举例

• 话机A 和 B 通话经过四个交换机
• 通话在 A 到 B 的连接上进行

• C 和 D 通话只经过一个本地交换机
• 通话在 C 到 D 的连接上进行

4、电路交换的三个阶段

（1）建立连接（占用通信资源）

（2）通信（一直占用通信资源）

（3）释放连接（归还通信资源）

5、电路交换的特点

• 特点：在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。
• 优点：通信实时性强，适用于交互式会话类通信；
• 缺点：对突发性通信丌适应，通信线路的利用率很低，系统不具有存储数据的能力，不具备差错控制能力。

三、分组交换

1、因特网有边缘部分与核心部分组成

（1）因特网的核心部分要向网络边缘中的主机提供 连通性 ，使边缘部分中的任何一个主机都能够不其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。

（2）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。

2、分组交换的原理

• 要发送的整块数据称为一个报文（message）。
• 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。

• 每一个数据段前面添加上首部构成分组

• 分组交换网以“分组”作为数据传输单元。
• 依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。

• 接收端收到分组后剥去首部还原成报文

• 最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文

• 这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃

• 当讨论路由器转发分组的过程时，核心部分中的单个网络可简化成一条链路，路由器成为核心部分的结点。

一个分组交换网可以容许很多主机同时进行通信。

分组交换在传送数据之前不必先占用一条端到端的通信资源，而是一段段地断续占用通信资源。

分组交换实质上采用了在数据通信的过程 中断续（或动态）分配传输线路 的策略。

3、分组交换的优点

分组交换的优点

优点	采用手段
高效	动态分配传输宽带，对通信链路是逐段占用
灵活	以每个分组为传送单位查找路由
迅速	不必建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的宽带
可靠	完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有较好的生存性

4、存储转发并非完全新的概念

• 存储转发技术是将发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元（报文或分组）进入入交换网络；交换网络中的交换结点，负责完成数据 单元的接收、差错校验、存储、路选和转发功能。
• 在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(message switching)。
• 报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在报文交换已经很少有人使用了

四、三种交换的比较

    上图由于格式问题，使得标记有些错位，大家请见谅~

• 电路交换——整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送。
• 报文交换——整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。

• 分组交换——单个分组传送到相邻结点， 存储下来后查找转发表，转到下一个结点。