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電腦網路學習-交換技術

2024-11-18 11:09:00   0  舉報

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作者其他創作

大綱/內容

電路交換

特點

N 部電話機兩兩相連，需 N(N – 1)/2 對電線
電路交換必定是面向連接的
電路交換的三個階段：建立連接、通信、釋放連接

特點：電路交換傳輸電腦數據效率低

電腦數據具有頓發性
建立連接的時間長，這導致通信線路的利用率很低，利用率往往不到10%，甚至1%
建立連接後，傳輸延遲小，實時性好
無錯誤修正能力
無緩存能力
交換機設備相對簡單

儲存轉發

不建立專用使用的物理連接。將待傳送的數據先存储在節點機中，等到信道空閒時動態建立數據傳輸通道，再根據優先級別順序發送出去。交換節點是具有複雜數據處理能力（存儲數據、錯誤檢測、數據類型轉換、數據傳輸速率變換等的功能，提高系統的通信效率和靈活性）的通信控制處理機；只要存儲時間足夠長，就能夠將信道的空閒與忙碌狀態均勻化，從而壓縮信道和轉接設備的容量。這種交換方式適合數據通信

優點

多個分組可以共享通信信道，線路利用率高
通信控制處理機具有路選功能，可以動態選擇报文分組通過通信子網的最佳路徑
可以平滑通信量，提高系統效率
可以減少傳輸錯誤，提高系統可靠性
通過通信控制處理機可以對不同通信速率的線路進行轉換，也可以對不同的數據代碼格式進行變換
適合突發性傳輸，效率高

缺點
增加了冗餘信息（來源ip，目標ip，序號）

報文交換

無論傳輸數據的長度是多少，都將其作為一個邏輯單元，加上目的地址、源地址、控制信息，按照規定格式打成一個包發送。這個數據包就叫做报文，這種存儲轉發交換方式就叫做报文交換

缺點

封包大小不一，導致儲存管理複雜
大報文造成儲存轉發的延遲過長，造成小報文等待時間過長
出錯後整個報文全部重發
報文交換難以支援即時通訊和互動式通訊的要求

分組交換

限制一次傳輸數據的最大長度，如果傳輸數據超過規定的最大長度，發送節點就將它分成多個报文，加上首部（地址、序號）分組發送
數據傳輸前不需要建立一條端到端的通路，是“無連接的”
有強大的錯誤校正機制、流量控制和路由選擇功能

包交換/packet exchanging/分組交換/資料報

優點

對轉發節點的儲存要求較低，可以用內存來緩衝分組——速度快
轉發延遲小——適用於交互式通信
某個分組出錯可以僅重發出錯的分組——效率高
各分組可通過不同路徑傳輸——容錯性好

缺點

延遲問題：分組在各路由器儲存轉發時需要排隊，這就會造成一定的延遲
錯誤問題：因為同一报文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網，所以同一报文的不同分組到達目的節點時可能出現亂序、重複與丟失現象
每一個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源頭地址；各分組必須攜帶的控制信息也造成了一定的開銷
不適合長报文通信：由於分組交換不像電路交換那樣通過建立連接來確保通信時所需的各種資源，因此無法確保通信時端到端所需的寬帶。傳輸有一定延遲，適用於突發性通信，不適用於長报文、會話式通信

分组交換實現的關鍵：分組長度的選擇
分組越小，冗餘量（分組中的控制信息等）在整個分組所占的比例越大，最終將影響用戶數據傳輸的效率
分組越大，數據傳輸出錯的概率也越大，增加重傳的次數，也影響用戶數據傳輸的效率
分組長度取決於支持傳輸的線路質量，較好的線路質量和較高的傳輸速率，分組的長度可以略有增加
在同一個網路中分組長度一樣，不同網路中不一定

虚电路

特點

具有虛路徑建立和釋放的過程，在每次分組發送之前，必須在發送方與接收方之間建立一條邏輯連接。這是因為不需要真正去建立一條物理連路，連接發送方與接收方的物理連路已經存在
一次通信的所有分組都通過這條虛路徑順序傳送，因此报文分組不必帶目的地址、源頭地址等輔助信息
數據塊中僅含少量的地址信息（LC號），分組到達目的節點時不會出現丟失、重複與亂序的現象
分組通過虛路徑上的每個節點時，節點只做錯誤檢測，不做路徑選擇
通信子網中每個節點可以和任何節點建立多條虛路徑連接
如果虛路徑中的某個節點或者線路出現故障，將導致虛路徑傳輸失效
虛路徑方式較適合站點之間大批量的數據傳輸

虚电路與線路交換比較
虚電路是在傳輸分組時建立起的邏輯連接，稱為“虚電路”是因為這種電路不是專用的
每個節點到其他節點間可能有無數條虚電路存在
一個節點可以同時與多個節點之間具有虚電路
條條虚電路支持特定的兩個節點之間的數據傳輸
由於虚電路方式具有分組交換與線路交換兩種方式的優點，因此在計算機網路中得到了廣泛的應用
都有三個工作階段，都要按同一路徑傳輸