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计算机网络分组传输技术

发布时间: 2024-12-28 23:55:24

‘壹’ 计算机是如何实现数据以分组的形式传输

计算机通过分组交换实现数据以分组的形式传输。分组交换采用存储转发技术,把要发送的的整块数据称为一个报文(message)。在发送之前,先把其分为一个个小的等长数据段。在每一个数据段前面加上一些必要控制信息组成的首部(header)后,就构成了一个分组(packet),其又称为包。

分组是在因特网中传送的数据单元,分组中的首部包含了如目的地址和原地址等重要信息,每一个分组才能在因特网中独立地选择传输路径,并最终正确地交付到分组传输的终点。

位于网络边缘的主机和网络核心部分的路由器都是计算机,但它们的作用却不一样。主机是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器是用来转发分组的,即进行分组交换的。

(1)计算机网络分组传输技术扩展阅读:

分组交换也称为包交换,它将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段,在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部,每个带有首部的数据段就构成了一个分组。首部指明了该分组发送的地址,当交换机收到分组之后,将根据首部中的地址信息将分组转发到目的地,这个过程就是分组交换。能够进行分组交换的通信网被称为分组交换网。

分组交换的本质就是存储转发,它将所接受的分组暂时存储下来,在目的方向路由上排队,当它可以发送信息时,再将信息发送到相应的路由上,完成转发。其存储转发的过程就是分组交换的过程。

分组交换的思想来源于报文交换,报文交换也称为存储转发交换,它们交换过程的本质都是存储转发,所不同的是分组交换的最小信息单位是分组,而报文交换则是一个个报文。由于以较小的分组为单位进行传输和交换,所以分组交换比报文交换快。报文交换主要应用于公用电报网中。

‘贰’ 计算机网络的数据交换技术有四种,分别是

电路交换、报文交换、分组交换、信元交换

电路交换:端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。

报文交换:无须预约传输带宽,动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高,通信迅速。

分组交换:具有报文交换之高效、迅速的要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。

信元交换又叫ATM(异步传输模式),是一种面向连接的快速分组交换技术,它是通过建立虚电路来进行数据传输的。

(2)计算机网络分组传输技术扩展阅读:

报文交换的原理是当发送方的信息到达报文交换用的计算机时,先存放在外存储器中,待中央处理机分析报头,确定转发路由,并选到与此路由相应的输出电路上进行排队,等待输出。一旦电路空闲,立即将报文从外存储器取出后发出,这就提高了这条电路的利用率。

报文交换虽然提高了电路的利用率,但报文经存储转发后会产生较大的时延。分组交换也是一种存储转发交换方式,但与报文交换不同,它是把报文划分为一定长度的分组,以分组为单位进行存储转发。

这就不但具备了报文交换方式提高电路利用率的优点,同时克服了时延大的缺点。

参考资料来源:网络-数据交换

‘叁’ 简述计算机网络的分类

计算机网络可以按覆盖的地理范围,网络的拓扑结构和传输技术分类。

一、按照覆盖的地理范围分类:

可以分为局域网、城域网和广域网三类。

1、局域网(LAN)。局域网是一种在小区域内使用的,由多台计算机组成的网络,覆盖范围通常局限在10千米范围之内,属于一个单位或部门组建的小范围网。

2、城域网(MAN)。城域网是作用范围在广域网与局域网之间的网络,其网络覆盖范围通常可以延伸到整个城市,借助通信光纤将多个局域网联通公用城市网络形成大型网络,使得不仅局域网亏迟运内的资源可以共享,局域网之间的资源也可以共享。

3、广域网(WAN)。广城网是一种远程网,涉及长距离的通信,覆盖范围可以是个国家或多个国家,甚至整个世界。由于广域网地理上的距离可以超过几千千米,所以信息衰减非常严重,这种网络一般要租用专线,通过接口信息处理协议和线路连接起来,构成网状结构,解决寻径问题。

二、按网络的拓扑结构分类:

可以分为总线型网络、星型网络、环型网络、树型网络。

1、星型网络(常用)

优点:容易维护管理,配置灵活,故障检测方便。

缺点:采用广播式传播,各节点都能收到。

2、总线型(共享带宽)

优点:安装比较方便,成本低,某一站点发生故障,不会影响整个网络。

缺点:传输介质发生故障,会使整个网络瘫痪。

3、环型(不常用)

优点:安装方便。

缺点:容量有限,网络建好后很难增加新站点。

4、树型(常用)

优点:易于扩展,故障隔离方便。

缺点:跟星型类似,根节点发生故障,容易引起全网不能工作。

三、按传输技术分类:

1、广播式连接

广播网络只有一个通信信道,网络上所有的机器都共享该信道,在机器之间传递包。任何一台机器发送的包都可以被其他的机器接收。在包中有一个地址域,指明了该包的目标接受者,一台机器收到了一个包以后,它检查地址域。如果该包正是发送给它的,那么就处理该包;如果不是就会忽略。

广播系统往往也允许将一个包发送给所有的目标主机,那么网络中每销梁一台机器都将接收该包,并进行处理,这种操作模式成为广播。有些广播系统也支持传输给一组机器,即所有机器的子集,这种模式成为多播。

2、点到点连旦答接

点到点网络则是由许多连接构成的,每一个连接对应一台机器。在这种网络中,为了将一个分组从源端传送到目的地,该分组可能要经过一台或者多台中间机器。

通常有可能存在多条不同长度的路径,所以找到一条好的路径对于点对点网络非常重要的。只有一个发送方和一个接收方的点到点的传输模式有时称为单播。

一般原则,越小的、地理位置局部化的网络倾向于使用广播传输模式,而大的网络通常使用点到点传输模式。

‘肆’ 计算机网络之数据交换(电路交换,报文交换,分组交换)

如何实现数据通过网络核心从源主机到达目的主机?

就要经过网络核心进行数据交换,数据不断从一个网络交换到另一个网络,直到到达目的主机。所以网络核心解决的基本问题就是数据交换。

数据交换主要有三种:

最典型电路交换网络:电话网络

电路交换的三个阶段:

电路交换网络如何共享中继线?
通过多路复用技术,电路交换可以共用中继线

报文:源(应用)发送信息整体。比如要发送一个文件,那么这个文件的信息就是要发送的报文。

分组:报文分拆出来的一系列相对较小的数据包
分组交换需要报文的拆分与重组
分组交换相对于报文交换会产生额外开销,因为i要进行数据的拆分和重组

分组交换:统计多路复用
统计多路复用就是,按顺序接受来自多个主机的分组,并且按接受的顺序的发送,并不进行区分,对路由器来说,所有的分组都是等价的,所以分组交换是公用发送信道的。

不同的分组序列顺序是不确定的,按需求共享,谁发送的分组多且快,那么自然占用的就高。

报文交换与分组交换均采用存储-转发交换方式
区别是:

首先从发送速率上来说,报文交换就比较简单,易于分析

对上面的例子来说:
报文交换每次都是交换完整的报文
报文长度为M bits,链路带宽为R bps,每次传输报文需要M/R秒
所以报文要从源主机到目的主机,就需要三次传输延迟

另一方面,路由器至少需要一个报文长度M那么大的缓存

我们再来分析分组交换的过程
分组交换:报文被拆分为多个分组,分组长度为L bits,每个分组传输时延为L/R秒
例:M=7.5 Mbits,L=1500bits,M=5000L,R = 1.5 Mbps。

下面我们来分析分组转发的具体过程:

第一个分组到达第一个路由器所需要的时间,是一个L/R

有趣的在于,在第二个分组到达第一个路由器的时候,第一个分组已经从第一个路由器发到了第二个路由器,这样效率显然提高了,分组交换不同报文交换,可以充分利用链路同时传播的能力

所以分组交换发送完一个报文段,只需要

时间远比报文交换要小
我们再考虑进行分组交换时,路由器的理论最小需要的缓存就是一个分组的大小,因此所需要的缓存也小,发送速率也快,所以计算机网络采用的是分组交换的数据交换方式。

分组交换的报文交付时间的计算公式:

分组交换允许更多用户同时使用网络!——网络资源充分共享

分组交换绝对优于电路交换?
也并不是绝对的,分组交换同时也会产生很多问题,由于是共享的,而且分组数量一多,就会发生拥塞和分组丢失,造成巨大的分组延迟

分组交换适用于突发数据传输网络

电路交换适用于提供电路级性能保障?

‘伍’ GPRS是什么意思

1、GPRS即“通用分组无线业务”(“Gerneral Packer Radio Service”的缩写),是在现有GSM网络上开通的一种新型的分组数据传输技术。
2、手机开通GPRS服务后,可以通过该项传输技术,快速连接网络。

‘陆’ 分组交换技术在计算机网络技术中的作用及特点是什么

采用存储转发的分组交换技术,实质上是在计算机网络的通信过程中动态分配传输线路或信道带宽的一种策略。x0dx0a它的工作机理是:首先将待发的数据报文划分成若干个大小有限的短数据块,在每个数据块前面加上一些控制信息(即首部),包括诸如数据收发的目的地址、源地址,数据块的序号等,形成一个个分组,然后各分组在交换网内采用“存储转发”机制将数据从源端发送到目的端。由于节点交换机暂时存储的是一个个短的分组,而不是整个的长报文,且每一分组都暂存在交换机的轮橡内存中并可进行相应的处理,这就使得分组的转发速度非常快。x0dx0a分组交换网是由若干节点交换机和连接这些交换机的链路组成,每一结点就是一个小型计算机。 基于分组交换的数据通信是实现计算机与计算机之间或计算机与人之间的通信,其通信过程需要定义严格的协议;x0dx0a分组交换网的主要优点:x0dx0a1、高效。在分组传输的过程中动态分配传输带宽。2、灵活。每个结点均有智能,可根据情况决定路由和对数据做必要的处理。3、迅速。以分组作为传送单位,在每个结点存储转发,网络使用高速链路。4、可靠。完善的网络协议;分布式多路由的通信子网。x0dx0a电路交换相比,分组交换的不足之处是:① 每一分组在经过每一交换节点时都会产生一定的传输延时,考虑到节点处理分组的能力和分组排队等候处理的时间,以及每一分组经过的路由可能不等同,使得每一分组的传输延时长短不一。因此,它不适用于一些实时、连续的应用场合,如电话话音、视频图像等数据的传输;② 由于每一分组都额外附加一个头信息,从而降低了携带用户数据的通信容哪桐迟量; ③ 分组交换网中的每一节点需要更多地参与对信息转换的处理,如在发送端需要将长报文划分为若干段分组,在接收端必须按序将每个分组组装起来,恢复出原报文数据等,从而降低了数据传输的效率。 习题1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。x0dx0a答:电路交换,它的主要特点是:① 在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路或信道带宽,即采用的是静态分配策略;② 通信双方建李李立的通路中任何一点出现了故障,就会中断通话,必须重新拨号建立连接,方可继续,这对十分紧急而重要的通信是不利的。显然,这种交换技术适应模拟信号的数据传输。然而在计算机网络中还可以传输数字信号。数字信号通信与模拟信号通信的本质区别在于数字信号的离散性和可存储性。这些特性使得它在数据传输过程中不仅可以间断分时发送,而且可以进行再加工、再处理。x0dx0a③ 计算机数据的产生往往是“突发式”的,比如当用户用键盘输入数据和编辑文件时,或计算机正在进行处理而未得出结果时,通信线路资源实际上是空闲的,从而造成通信线路资源的极大浪费。据统计,在计算机间的数据通信中,用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。另外,由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各不相同,采用电路交换就很难相互通信。x0dx0ax0dx0a分组交换具有高效、灵活、可靠等优点。但传输时延较电路交换要大,不适用于实时数据业务的传输。