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計算機網路數據包交換的原理

發布時間: 2022-02-09 04:24:08

計算機網路什麼使用包交換

包交換就是分組交換吧,IP網路應用的就是這種交換形式,兼具了電路交換和報文交換的優點
具體來說
線路利用率更高
因為結點到結點的單個鏈路可以由很多分組共享。
數據率轉換
一個分組交換網路可以實行數據率的轉換:兩個不同數據率的站之間能夠交換分組,因為每一個站以它的自己的數據率連接到這個結點上。
排隊制
當電路交換網路上負載很大時,一些呼叫就被阻塞了。在分組交換網路上,分組仍然被接受,只是其交付時延會增加。
支持優先順序
在使用優先順序時,如果一個結點有大量的分組在排隊等待傳送,它可以先傳送高優先順序的分組。這些分組因此將比低優先順序的分組經歷更少的時延。
同時 分組交換也有一些缺點
第一就是交換節點時延,這在電路交換中是沒有的
第二就是延時抖動,因為每一個分組走的路徑不同,經歷不同的時延到達目的節點造成時延的變化
第三就是分組頭部佔用的數據流量,造成實際數據利用率的下降

分組交換還分為虛電路和數據報兩種形式,具體不多說了 可以點擊參考資料的鏈接

❷ 計算機網路連接原理是什麼(越詳細越好)

連接原理是TCP/IP原理..
我目前也正在學.

TCP/IP的通訊協議

這部分簡要介紹一下TCP/IP的內部結構,為討論與互聯網有關的安全問題打下基礎。TCP/IP協議組之所以流行,部分原因是因為它可以用在各種各樣的信道和底層協議(例如T1和X.25、乙太網以及RS-232串列介面)之上。確切地說,TCP/IP協議是一組包括TCP協議和IP協議,UDP(User Datagram Protocol)協議、ICMP(Internet Control Message Protocol)協議和其他一些協議的協議組。

TCP/IP整體構架概述

TCP/IP協議並不完全符合OSI的七層參考模型。傳統的開放式系統互連參考模型,是一種通信協議的7層抽象的參考模型,其中每一層執行某一特定任務。該模型的目的是使各種硬體在相同的層次上相互通信。這7層是:物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、話路層、表示層和應用層。而TCP/IP通訊協議採用了4層的層級結構,每一層都呼叫它的下一層所提供的網路來完成自己的需求。這4層分別為:

應用層:應用程序間溝通的層,如簡單電子郵件傳輸(SMTP)、文件傳輸協議(FTP)、網路遠程訪問協議(Telnet)等。

傳輸層:在此層中,它提供了節點間的數據傳送服務,如傳輸控制協議(TCP)、用戶數據報協議(UDP)等,TCP和UDP給數據包加入傳輸數據並把它傳輸到下一層中,這一層負責傳送數據,並且確定數據已被送達並接收。

互連網路層:負責提供基本的數據封包傳送功能,讓每一塊數據包都能夠到達目的主機(但不檢查是否被正確接收),如網際協議(IP)。

網路介面層:對實際的網路媒體的管理,定義如何使用實際網路(如Ethernet、Serial Line等)來傳送數據。

TCP/IP中的協議

以下簡單介紹TCP/IP中的協議都具備什麼樣的功能,都是如何工作的:

1. IP

網際協議IP是TCP/IP的心臟,也是網路層中最重要的協議。

IP層接收由更低層(網路介面層例如乙太網設備驅動程序)發來的數據包,並把該數據包發送到更高層---TCP或UDP層;相反,IP層也把從TCP或UDP層接收來的數據包傳送到更低層。IP數據包是不可靠的,因為IP並沒有做任何事情來確認數據包是按順序發送的或者沒有被破壞。IP數據包中含有發送它的主機的地址(源地址)和接收它的主機的地址(目的地址)。

高層的TCP和UDP服務在接收數據包時,通常假設包中的源地址是有效的。也可以這樣說,IP地址形成了許多服務的認證基礎,這些服務相信數據包是從一個有效的主機發送來的。IP確認包含一個選項,叫作IP source routing,可以用來指定一條源地址和目的地址之間的直接路徑。對於一些TCP和UDP的服務來說,使用了該選項的IP包好象是從路徑上的最後一個系統傳遞過來的,而不是來自於它的真實地點。這個選項是為了測試而存在的,說明了它可以被用來欺騙系統來進行平常是被禁止的連接。那麼,許多依靠IP源地址做確認的服務將產生問題並且會被非法入侵。

2. TCP

如果IP數據包中有已經封好的TCP數據包,那麼IP將把它們向『上』傳送到TCP層。TCP將包排序並進行錯誤檢查,同時實現虛電路間的連接。TCP數據包中包括序號和確認,所以未按照順序收到的包可以被排序,而損壞的包可以被重傳。

TCP將它的信息送到更高層的應用程序,例如Telnet的服務程序和客戶程序。應用程序輪流將信息送回TCP層,TCP層便將它們向下傳送到IP層,設備驅動程序和物理介質,最後到接收方。

面向連接的服務(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它們使用了TCP。DNS在某些情況下使用TCP(發送和接收域名資料庫),但使用UDP傳送有關單個主機的信息。

3.UDP

UDP與TCP位於同一層,但對於數據包的順序錯誤或重發。因此,UDP不被應用於那些使用虛電路的面向連接的服務,UDP主要用於那些面向查詢---應答的服務,例如NFS。相對於FTP或Telnet,這些服務需要交換的信息量較小。使用UDP的服務包括NTP(網落時間協議)和DNS(DNS也使用TCP)。

欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易,因為UDP沒有建立初始化連接(也可以稱為握手)(因為在兩個系統間沒有虛電路),也就是說,與UDP相關的服務面臨著更大的危險。

4.ICMP

ICMP與IP位於同一層,它被用來傳送IP的的控制信息。它主要是用來提供有關通向目的地址的路徑信息。ICMP的『Redirect』信息通知主機通向其他系統的更准確的路徑,而『Unreachable』信息則指出路徑有問題。另外,如果路徑不可用了,ICMP可以使TCP連接『體面地』終止。PING是最常用的基於ICMP的服務。

5. TCP和UDP的埠結構

TCP和UDP服務通常有一個客戶/伺服器的關系,例如,一個Telnet服務進程開始在系統上處於空閑狀態,等待著連接。用戶使用Telnet客戶程序與服務進程建立一個連接。客戶程序向服務進程寫入信息,服務進程讀出信息並發出響應,客戶程序讀出響應並向用戶報告。因而,這個連接是雙工的,可以用來進行讀寫。

兩個系統間的多重Telnet連接是如何相互確認並協調一致呢?TCP或UDP連接唯一地使用每個信息中的如下四項進行確認:

源IP地址 發送包的IP地址。

目的IP地址 接收包的IP地址。

源埠 源系統上的連接的埠。

目的埠 目的系統上的連接的埠。

埠是一個軟體結構,被客戶程序或服務進程用來發送和接收信息。一個埠對應一個16比特的數。服務進程通常使用一個固定的埠,例如,SMTP使用25、Xwindows使用6000。這些埠號是『廣為人知』的,因為在建立與特定的主機或服務的連接時,需要這些地址和目的地址進行通訊。

❸ QQ聊天時IP包的轉發過程(從計算機網路最基礎的原理講)

1:首先,電信與聯通的角色是一樣的,就是網路提供商,它提供的是一條通路。每年花了大量的資金在於這條通路的建設,其中的設備有城市與城市之間的路由器,城市邊緣的接入路由器,然後再到你們小區的交換機,然後交換機再到你們家的貓,如果你家有個小的無線路由器,貓再連接到你們家的無線路由器上,然後再到你家的電腦。電腦A--(私網IP地址)無線路由器(公共網路IP地址)--貓---交換機----路由器---路由器---路由器.....路由器---交換機---貓---(公共網路IP地址)無線路由器(私網IP地址)---電腦B。數據基本上走的是這么一條路。電信與聯通就是起到建設這條路的作用,你繳費以後,給你使用這條路的權利,同時電信與聯通會發給你公網網路IP地址,有了這個地址,才能上網。
2:騰訊的作用呢,開發出QQ程序,然後對你的信息進行處理。你看到的聊天界面,文字輸入進去以後,QQ程序先進行處理,比如選擇加密啊,選擇數據格式啊,報文差錯控制啊。然後將這些封裝成為一條報文。這個報文中最主要的是你所聊天的內容。然後QQ繼續選擇使用那種網路協議進行包裝你的報文。QQ傳輸基本是以UDP進行傳輸,效率高啊,速度快啊,所以需要在剛才的報文上添加UDP的報文頭。然後往哪裡傳啊?需要再繼續添加IP頭,這個IP就是對方B家無線路由器的公共網路IP地址。到了對方的無線路由器以後,不知道具體往哪台電腦傳啊,所以要加上B家裡電腦的MAC地址。怎麼傳啊?然後網卡讓這條報文變成0與1,傳送出去!
3:數據包先到了小區里的交換機,交換機看都不看,直接就轉發到接入路由器了。接入路由器一看,這個報文的IP地址是去B家的,我查查我這里有沒有去B家的線路啊?通過查找自己的表,知道了去B家要經過核心路由器,所以將報文轉發給這個城市的核心路由器。
4:城市的核心路由器收到這個報文,查看IP地址,一看這個報文,是去其他城市的,然後轉給其他城市的核心路由器。
5:其他城市的核心路由器一看,這個是我城市的IP地址啊,然後查找自己的表格,根據表格,轉發到接入路由器,接入路由器接到報文後,根據IP地址,轉發到B家所在的小區。
6:B家裡的無線路由器收到這個報文以後,轉發到家裡了。如果B家裡有好幾台電腦呢,這個無線路由器就根據報文里的MAC地址來判斷是哪台電腦的。根據MAC地址,轉發到B的電腦上。
7:然後一層層的剝離報文的報文頭,一直到呈現聊天內容到QQ里。

❹ 計算機網路,簡述路由器和交換機的工作原理,要的是簡述哦

路由器的主要作用是轉發數據包,將每一個IP數據包由一個埠轉發到另一個埠。
交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。
這是最簡單的敘述了。

❺ 計算機網路中的三種數據交換技巧

1.直通式(Cut Through) 直通方式的乙太網交換機可以理解為在各埠間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機。它在輸入埠檢測到一個數據包時,檢查該包的包頭,獲取包的目的地址,啟動內部的動態查找表轉換成相應的輸出埠,在輸入與輸出交叉處接通,把數據包直通到相應的埠,實現交換功能。由於不需要存儲,延遲非常小、交換非常快,這是它的優點。它的缺點是,因為數據包內容並沒有被乙太網交換機保存下來,所以無法檢查所傳送的數據包是否有誤,不能提供錯誤檢測能力。由於沒有緩存,不能將具有不同速率的輸入/輸出埠直接接通,而且容易丟包。 2.存儲轉發(Store & Forward) 存儲轉發方式是計算機網路領域應用最為廣泛的方式。它把輸入埠的數據包檢查,在對錯誤包處理後才取出數據包的目的地址,通過查找表轉換成輸出埠送出包。正因如此,存儲轉發方式在數據處理時延時大,這是它的不足,但是它可以對進入交換機的數據包進行錯誤檢測,有效地改善網路性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的埠間的轉換,保持高速埠與低速埠間的協同工作。 3.碎片隔離(Fragment Free) 這是介於前兩者之間的一種解決方案。它檢查數據包的長度是否夠64個位元組,如果小於64位元組,說明是假包,則丟棄該包;如果大於64位元組,則發送該包。這種方式也不提供數據校驗。它的數據處理速度比存儲轉發方式快,但比直通式慢。

❻ .世界上第一個數據包交換計算機網路是什麼分組交換網以什麼為中心都處在什麼網路邊緣

世界上第一個數據包交換計算機網路是ARPANET 分組交換網以 通信子網為中心, 主機和終端都處於網路的邊緣我不知道對不對了 你定寫上吧 呵呵!!!

❼ 數據交換的原理

數據交換的原理:就是多個數據終端設備(DTE)之間,為任意兩個終端設備建立數據通信臨時互連通路的過程。

數據交換可以分為:電路交換、報文交換、分組交換和混合交換。電路交換原理與電話交換原理基本相同。電路交換的缺點是電路的利用率低,雙方在通信過程中的空閑時間,電路不能得到充分利用。

報文交換的原理是當發送方的信息到達報文交換用的計算機時,先存放在外存儲器中,待中央處理機分析報頭,確定轉發路由,並選到與此路由相應的輸出電路上進行排隊,等待輸出。一旦電路空閑,立即將報文從外存儲器取出後發出,這就提高了這條電路的利用率。是利用計算機實現的。發信端用戶首先把要發送的數據編成電文,連同收信地址等輔助數據一起發往本地交換中心,在那裡把它們完整地存儲起來並作適當處理。當本地交換中心的輸出口有空時,就將電文轉發到下一個交換中心,最後由收信端的交換中心將電文傳遞到用戶。

分組交換也採用存儲轉發技術,並進行差錯檢驗、重發、返送響應等操作,最後收信端把接收的全部分組按順序重新組合成數據。

電路交換是當用戶之間要傳輸數據時,交換中心在用戶之間建立一條暫時的數據電路。電路接通後,用戶雙方便可傳輸數據,並一直佔用到傳輸完畢拆除電路為止。電路交換引入的時延很小,而且交換機對數據不加處理,因而適合傳輸實時性強和批量大的數據。

在一個計算機網路中同時採用電路交換和分組交換方式,稱為混合交換。混合的方法是將傳送信道分為不同的帶寬,將一部分帶寬分配給電路交換使用,而將另一部分帶寬分配給分組交換使用。這里所謂的帶寬就是指在一條傳輸信道上允許傳輸信息的頻帶寬度,即能從信道上通過信號的最高頻率。

❽ 計算機網路的數據交換技術有四種,分別是

電路交換、報文交換、分組交換、信元交換

電路交換:端對端通信質量因約定了通信資源獲得可靠保障,對連續傳送大量數據效率高。

報文交換:無須預約傳輸帶寬,動態逐段利用傳輸帶寬對突發式數據通信效率高,通信迅速。

分組交換:具有報文交換之高效、迅速的要點,且各分組小,路由靈活,網路生存性能好。

信元交換又叫ATM(非同步傳輸模式),是一種面向連接的快速分組交換技術,它是通過建立虛電路來進行數據傳輸的。

(8)計算機網路數據包交換的原理擴展閱讀:

報文交換的原理是當發送方的信息到達報文交換用的計算機時,先存放在外存儲器中,待中央處理機分析報頭,確定轉發路由,並選到與此路由相應的輸出電路上進行排隊,等待輸出。一旦電路空閑,立即將報文從外存儲器取出後發出,這就提高了這條電路的利用率。

報文交換雖然提高了電路的利用率,但報文經存儲轉發後會產生較大的時延。分組交換也是一種存儲轉發交換方式,但與報文交換不同,它是把報文劃分為一定長度的分組,以分組為單位進行存儲轉發。

這就不但具備了報文交換方式提高電路利用率的優點,同時克服了時延大的缺點。

參考資料來源:網路-數據交換