我们有了 设备， 有了通信链路，那我们如何在网络中传输数据？

基本原理：

  • 电路交换:

    每次会话预留沿其路径(线路) 所需的独占资源–电话网

  • 分组交换:

    数据以离散的数据块通过网络 来发送

电路交换

基于电话网的交换原理

  • 网络资源比如宽带被分片

  • 多路复用(Multiple Access)

  • 分片分配到会话

  • 分片没有被会话使用的情况下，分片空载 (不共享)

  • 电路级性能(有保证)

  • 要求呼叫建立–建立一个专门的端到端线路(意味着每个链路上预留一个线路)

  • 链路带宽分片的方式

    • 频分-frequency division FDMA

      将频率分割

    • 时分-time division TDMA

      将时间分割

分组交换

和电路交换相比

不会：

  • 带宽分片
  • 独占分配资源
  • 资源预留

每个端到端的数据流被划分成分组

  • 所有分组共享网络资源

  • 每个分组使用全部链路带宽

  • 资源按需使用

资源竞争:

  • 资源需求总量可以大于可 获得资源的总量

  • 拥塞: 采用分组队列, 等待使用链路

  • 存储转发: 分组每次转发1站 • 在1个链路上传输

    • 每经过1个链路转发1次
    • 转发分组前，要求收到完整分组

比较分组交换与电路交换

假设：

  • 用户共享1 Mbps 的链路

  • 每个用户:

    • 活动期传输率100 kbps
    • 只有10%的时间活动

  • 电路交换: 10 users

  • 分组交换:

    • 如果35个用户
    • 10个以上活动用户的概率小于 0 .0004

分组交换是最后的赢家吗?

  • 优点:
    • 适合大量的突发数据传输
    • 资源共享
    • 简单, 不需要建立连接
  • 缺点:
    • 过渡竞争导致分组延迟与丢失
    • 需要可靠数据传输、拥塞控制协议

问题: 如何提供电路级的性能?

  • 对于音视频的网络应用需要带宽保障，仍然是1个没有解决的问题

分组交换网络的分类

数据报网络: TCP/IP

  • 分组目的地址决定下一跳

  • 会话期间路由可以改变

  • 比方: 驱车逐段问路

虚电路网络: X.25,FR,ATM（面向连接）

  • 每个分组有1个标签 (虚电路号,virtual circuit ID), 标签

    决定下1跳

  • 连接建立时确定固定的路径, 并且将保持于整个会话期间

  • 路由器必须为每个连接维护状态信息

对电路交换原理和分组交换原理总结到这里