王道 计算机网络 网络层 数据交换方式

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  • 分组 相较于 数据报 是爸爸的概念
  • 路由的选择和转发:不是任何一条路径都可以的,需要选择最佳的路径
  • 异构网络互联:不同物理设备之间通过网络进行连接,比如手机、平板、电脑等
  • 拥塞控制
  • 开环控制:就是启动网络之前,就要考虑到可能出现网络拥塞问题的地方
  • 闭环控制:就是网络启动之后,如果网络出现拥塞就动态处理

网络中的核心  路由器

  • 大量路由器的互联,连接异构网络设备;通过数据交换实现数据从源主机到目的主机的传送
  • 使用交换设备,比如路由器、交换机和网桥等设备,不仅可以实现远距离通信还可以实现减少连接的数量;但是如果主机很多,要求交换设备的吞吐量很大,在远距离通信需要很长的链路,链路长会数据失真,因此就诞生了交换网络,实现数据的传递和交流

数据交换的方式

  • 电路交换
  • 报文交换
  • 分组交换:数据报方式和虚电路方式

电路交换

  • 电话网络

  • A和B之间构建链路,即使这个使用的带宽很大,但是双方通信占据的带宽很小,那么多余的带宽就需要通过多路复用的方式分配给别人

优点

  • 通信时延小:数据直达,数据建立连接,就会通过交换设备完成数据的传输
  • 有序传输:需要建立连接,建立连接之后,数据类似水流一样,从发送端到接收端
  • 没有冲突:独占资源
  • 实时性很强:物理链路建立成功,随时通信

缺点

  • 建立连接时间长:
  • 线路独占,使用的效率很低:建立连接,不使用,浪费资源
  • 灵活性很差:一个交换设备宕机,连接中断
  • 无差错控制能力:单纯的转发数据,无数据的差错控制

报文交换

  • 交换机是存储转发,文件发送者发送的文件从发送端传输到交换设备,交换设备对报文进行存储,只有链路出现空闲,才会进行转发
  • 传输的链路不固定,随机性游走

优势

  • 无需建立连接:
  • 存储转发,动态分配链路:
  • 线路可靠性较高:交换设备失效,因为动态分配链路,影响较小
  • 线路利用率较高:
  • 多目标服务:一个报文可以发往多个目标地址

缺点

  • 存在存储转发时延:因为交换设备存储转发,相对于电路交换,存在时延
  • 报文的大小不定,需要网络节点有较大的存储空间

分组转发

  • 把大的数据块分割成小的数据块
  • 相较于上面的报文交换,分组交换好比并行转发的概念,报文交换就像串行转发

缺点

  • 需要传输额外的信息量:数据块的编号 、 源地址和目的地址都是需要添加的信息量
  • 乱序到达目的主机的时候,要对分组排序重组

  • 此题通过计算 报文交换和分组交换的时延来验证分组交换的时延
  • 报文交换:报文长度是10000bit,传输的速率是1000bps,因此传输的时间为10000bit/1000bps = 10s,这个10s的时延是相邻两台物理设备之间的传输时间。这里计算最小时延,因此选用物理设备之间跳转次数最小的,因此发送方和接收方之间仅仅隔着两台交换设备。因此一共需要 10s * 3 = 30s的时间
  • 分组交换,10bit作为一小段报文,因此需要1000个小段,考虑到并行传输,每一段bit都不断在信道上传输,每一段的延迟时间是10bit/1000bps = 0.01s,只考虑最后一小段的数据段的传输时间,需要1000*0.01 = 10s;此外还需要加上交换设备、交换设备和文件接收方之间的传输时间。因此一共需要10 + 0.2 = 10.2s
  • 因此 分组交换的传输时延 要小于报文交换

计算题需要注意的事项

  • 1Byte = 8bit   Mbps = 10 ^6bps   kbps = 10 ^3 bps
  • 一般不考虑传播时延
  • 时间至少是多少 ,即选择最小跳转数量
  • 起始时间:从发送开始到接收完为止,需要考虑交换设备之间和 交换设备到接收端之间的延迟;从发送开始到发送完毕,不需要考虑上述 这段延迟时间,仅仅将数据发送完毕
  • 针对选择题:分组交换的时延可能不是整数

  • 无连接服务会出现数据乱序,解决办法就是对数据进行编号

  • 应用层传输的数据叫做报文,qq传输的文件,文件叫做报文
  • 传输层传输的数据叫做报文段,如果报文的长度很大会进行切分,变成报文段
  • 网路层传输的数据叫做IP数据报、分组;分组的概念更为直接,因为IP数据报在报文段的基础上增加源目的地址和目的地址,如果数据的长度太长,大于MTU规定的数据长度会进行数据的切分,变成分组;MTU(最大传输单元)
  • 数据链路层传输的数据叫做帧,帧在分组的基础上增加了校验码(头:mac地址、物理地址;尾:帧校验字段)
  • 物理层传输的数据叫做 比特流

数据报的特点

  • 无需连接

虚电路

  • 虚电路号:标识分组需要走哪个路径