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什么是分组?分组交换是如何完成数据传递的? [电脑常识]

发布时间:2019-06-15 20:26 来源:未知 编辑:admin

  通信网络中由许多交换节点互联而成,交换节点转发信息的方式可分为电路交换、报文交换、分组交换等,其中分组交换又分位数据报、虚电路。一般应用于电线等。而日常使用的以太网中,则采用分组广播方式。之于详细原理,可查阅《数据通信原理》。希望对你有所帮助

  IP数据报的最的长度是1518B,能携带的最大数据长度为1500B,当一个数据长度超过1500B的时候就需要把它分成好几部分,也就是分组转发,到达目的主机后再重组.

  这是分组交换的特点 交换共有三种:分组交换,报文交换,电路交换 (1)电路交换:由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路(由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成),因而有以下优缺点。 优点: ①由于通信线路为通信双方用户专用,数据直达,所以传输数据的时延非常小。 ②通信双方之间的物理通路一旦建立,双方可以随时通信,实时性强。 ③双方通信时按发送顺序传送数据,不存在失序问题。 ④电路交换既适用于传输模拟信号,也适用于传输数字信号。 ⑤电路交换的交换的交换设备(交换机等)及控制均较简单。 缺点: ①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。 ②电路交换连接建立后,物理通路被通信双方独占,即使通信线路空闲,也不能供其他用户使用,因而信道利用低。 ③电路交换时,数据直达,不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信,也难以在通信过程中进行差错控制。 (2)报文交换:报文交换是以报文为数据交换的单位,报文携带有目标地址、源地址等信息,在交换结点采用存储转发的传输方式,因而有以下优缺点: 优点: ①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路,不存在连接建立时延,用户可随时发送报文。 ②由于采用存储转发的传输方式,使之具有下列优点:a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施,加之交换结点还具有路径选择,就可以做到某条传输路径发生故障时,重新选择另一条路径传输数据,提高了传输的可靠性;b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配,甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信;c.提供多目标服务,即一个报文可以同时发送到多个目的地址,这在电路交换中是很难实现的;d.允许建立数据传输的优先级,使优先级高的报文优先转换。 ③通信双方不是固定占有一条通信线路,而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路,因而大大提高了通信线路的利用率。 缺点: ①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程,从而引起转发时延(包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等),而且网络的通信量愈大,造成的时延就愈大,因此报文交换的实时性差,不适合传送实时或交互式业务的数据。 ②报文交换只适用于数字信号。 ③由于报文长度没有限制,而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文,当输出线路不空闲时,还可能要存储几个完整报文等待转发,要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本,减少结点的缓冲存储器的容量,有时要把等待转发的报文存在磁盘上,进一步增加了传送时延。 (3)分组交换:分组交换仍采用存储转发传输方式,但将一个长报文先分割为若干个较短的分组,然后把这些分组(携带源、目的地址和编号信息)逐个地发送出去,因此分组交换除了具有报文的优点外,与报文交换相比有以下优缺点: 优点: ①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输,可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行,这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外,传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多,这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。 ②简化了存储管理。因为分组的长度固定,相应的缓冲区的大小也固定,在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理,相对比较容易。 ③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短,其出错机率必然减少,每次重发的数据量也就大大减少,这样不仅提高了可靠性,也减少了传输时延。 ④由于分组短小,更适用于采用优先级策略,便于及时传送一些紧急数据,因此对于计算机之间的突发式的数据通信,分组交换显然更为合适些。 缺点: ①尽管分组交换比报文交换的传输时延少,但仍存在存储转发时延,而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。 ②分组交换与报文交换一样,每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息,使传送的信息量大约增大5%~10%,一定程度上降低了通信效率,增加了处理的时间,使控制复杂,时延增加。 ③当分组交换采用数据报服务时,可能出现失序、丢失或重复分组,分组到达目的结点时,要对分组按编号进行排序等工作,增加了麻烦。若采用虚电路服务,虽无失序问题,但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。 总之,若要传送的数据量很大,且其传送时间远大于呼叫时间,则采用电路交换较为合适;当端到端的通路有很多段的链路组成时,采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看,报文交换和分组交换优于电路交换,其中分组交换比报文交换的时延小,尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。

  分组交换技术是在计算机技术发展到一定程度,人们除了打电话直接沟通,通过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信,在传输线路质量不高、网络技术手段还较单一的情况下,应运而生的一种交换技术。 分组交换也称包交换,它是将用户传送的数据划分成多个更小的等长部分,每个部分叫做一个数据段。在每个数据段的前面加上一些必要的控制信息组成的首部,就构成了一个分组。首部用以指明该分组发往何地址,然后由交换机根据每个分组的地址标志,将他们转发至目的地,这一过程称为分组交换。进行分组交换的通信网称为分组交换网。分组交换实质上是在“存储—转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。 在分组交换方式中,由于能够以分组方式进行数据的暂存交换,经交换机处理后,很容易地实现不同速率、不同规程的终端间通信。分组交换的特点主要有: *线路利用率高:分组交换以虚电路的形式进行信道的多路复用,实现资源共享,可在一条物理线路上提供多条逻辑信道,极大地提高线路的利用率。使传输费用明显下降。 *不同种类的终端可以相互通信:分组网以X.25协议向用户提供标准接口,数据以分组为单位在网络内存储转发,使不同速率终端,不同协议的设备经网络提供的协议变换功能后实现互相通信。 *信息传输可靠性高:在网络中每个分组进行传输时,在节点交换机之间采用差错校验与重发的功能,因而在网中传送的误码率大大降低。而且在网内发生故障时,网络中的路由机制会使分组自动地选择一条新的路由避开故障点,不会造成通信中断。 *分组多路通信:由于每个分组都包含有控制信息,所以分组型终端可以同时与多个用户终端进行通信,可把同一信息发送到不同用户。 *计费与传输距离无关:网络计费按时长、信息量计费,与传输距离无关,特别适合那些非实时性,而通信量不大的用户。 分组交换的网络结构一般由分组交换机、网络管理中心、远程集中器、分组装拆设备、分组终端/非分组终端和传输线路等基本设备组成。 分组交换机功能: 提供网络的基本业务:交换虚电路和永久虚电路及其他补充业务,如闭和用户群,网路用户识别等。在端到端计算机之间通信时,进行路由选择,以及流量控制。能提供多种通信规程,数据转发,维护运行,故障诊断,计费与一些网络的统计等。 用户进网方式有: 电话拨号入网:用户采用X.28规程或X.32规程,用一个调制解调器通过公用电话网(PSTN)连到分组交换网上。 专线入网:专线用户可租用市话模拟线或数字数据专线规程。方便地进入CHINAPAC。CHINAPAC向用户提供两种基本业务功能: 交换虚电路——指在两个用户之间建立的临时逻辑连接。 永久虚电路——指在两个用户之间建立的永久性的逻辑连接。用户一开机,一条永久虚电路就自动建立起来了。 在两台通信主机之间不会一条链路作为一个唯一的电路连接,源主机会将整个信息逐一分组,而每 个分组都会加上足够的相关协议信息以使他们能够被路由选择到正确的目标主机上 分组交换相对于电路交换的优点 分组发送的信息不会占用固定的带宽,可以使线路上建立更多的连接 。 在分组交换方式中,通信子网内部的操作也有虚电路和数据报两种方式。 (1)在虚电路操作方式中,为了进行数据传输,网络的源节点和目的节点之间先要建立一条逻辑通路,因为这条逻辑通路不是专用的,所以称之为“虚”电路。 (2)为了使节点能区分一个分组属于哪条虚电路,每个分组必须携带一个逻辑信道号。当分组到达节点时,节点根据其携带的逻辑信道号查找虚电路表,以确定该分组应发往的下一个节点及其下一段信道上所占用的逻辑信道号,再将该分组发往下一个节点。 (3)分组按顺序到达目的节点,是可靠的数据传送方式。 (4)在数据报操作方式中,每个数据报自身携带有足够的信息,它的传送是被单独处理的。整个数据报传送过程中,不需要建立虚电路,网络节点为每个数据报作路由选择,各数据报不能保证按顺序到达目的节点,有些还可能会丢失。

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