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  • 试简述分组交换要点
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    2014-10-27 12:12:13

    试简述分组交换的要点


    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。分组交换在线路上采用动态复用技术。分组交换比电路交换的电路利用率高,比报文交换的传输时延小,交互性好。


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  • 1-02、试简述分组交换要点.答:在分组交换网络中,采用存储转发方式工作,数据以短的分组形式传送.如 果一个源站有一个长的报文要发送, 该报文就会被分割成一系列的分组. 每个分 组包含用户数据的一部分加上一些控制...

    1-02、试简述分组交换的要点.

    答:在分组交换网络中,采用存储转发方式工作,数据以短的分组形式传送.如 果一个源站有一个长的报文要发送, 该报文就会被分割成一系列的分组. 每个分 组包含用户数据的一部分加上一些控制信息. 控制信息至少要包括网络为了把分 组送到目的地做路由选择所需要的信息. 在路径上的每个结点, 分组被接收, 短 时间存储,然后传递给下一结点.

    分组交换网的主要优点:① 高效.② 灵活.③ 迅速.④ 可靠.

    缺点:分组在节点转发时因排队而造成一定的延时 ; 分组必须携带一些控制信息 而产生额外开销 ;

    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. 答:

    (1)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.

    优点:传输数据的时延非常小.实时性强.不存在失序问题.控制较简 单.

    缺点:电路交换的平均连接建立时间长.信道利用低.

    (2)分组交换:分组交换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 .

    优点:加速了数据在网络中的传输. 简化了存储管理. 减少了出错机率 和重发数据量.

    缺点:仍存在存储转发时延.增加了处理的时间,使控制复杂,时延增 加.

    1-06、试将 tcp/ip和 osi 的体系结构进行比较.讨论其异同之处.

    答:(1) osi 和 tcp/ip的相同点是二者均采用层次结构,而且都是按功能 分层.

    (2) osi 和 tcp/ip的不同点:

    ① osi 分七层,自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话 层、表示层和应用层,而 tcp/ip分四层:网络接口层、网间网层(ip )、传输 层(tcp )和应用层.严格讲, tcp/ip网间网协议只包括下三层,应用程序不算 tcp/ip的一部分.

    ② osi 层次间存在严格的调用关系,两个(n )层实体的通信必须通过下一 层(n-1)层实体,不能越级,而 tcp/ip可以越过紧邻的下一层直接使用更低层 次所提供的服务,因而减少了一些不必要的开销,提高了协议的效率.

    ③ osi 开始偏重于面向连接的服务,后来才开始制定无连接的服务标准,而 tcp/ip一开始就有面向连接和无连接服务,无连接服务的数据报对于互联网中 的数据传送以及分组话音通信都是十分方便的.

    ④ osi 与 tcp/ip对可靠性的强调也不相同.对 osi 的面向连接服务,数据 链路层、 网络层和运输层都要检测和处理错误, 尤其在数据链路层采用校验、 确 认和超时重传等措施提供可靠性,而且网络和运输层也有类似技术.而 tcp/ip则不然, tcp/ip认为可靠性是端到端的问题,应由运输层来解决,因此它允许 单个的链路或机器丢失数据或数据出错, 网络本身不进行错误恢复, 丢失或出错

    数据的恢复在源主机和目的主机之间进行, 由运输层完成. 由于可靠性由主机完 成,增加了主机的负担.但是,当应用程序对可靠性要求不高时,甚至连主机也 不必进行可靠性处理,在这种情况下, tcp/ip网的效率最高.

    1-07、计算机网络可从哪几个方面进行分类?

    答:计算机网络可以从不同的角度进行分类:

    (1)根据网络的交换功能分为电路交换、报文交换、分组交换和混合交换;

    (2)根据网络的拓扑结构可以分为星型网、树型网、总线网、环型网、网 状网等;

    (3)根据网络的通信性能可以分为资源共享计算机网络、分布式计算机网 络和远程通信网络;

    (4)根据网络的覆盖范围与规模可分为局域网、城域网和广域网;

    (5)根据网络的使用范围分为公用网和专用网.

    1-10、试在下列条件下比较电路交换和分组交换.要传送的报文共 x (bit ), 从源站到目的站共经过 k 段链路,每段链路的传播时延为 d (s ),数据率为 c (bit/s).在电路交换时电路的建立时间为 s (s ).在分组交换时分组长度为 p (bit ),且各结点的排队等待时间可忽略不计.问在怎样的条件下,分组交 换的时延比电路交换的要小?

    答:对电路交换,当 t=s时,链路建立;

    当 t=s+x/c,发送完最后一 bit ;

    当 t=s+x/c+kd,所有的信息到达目的地.

    对分组交换,当 t=x/c, 发送完最后一 bit ;

    为到达目的地, 最后一个分组需经过 k-1个分组交换机的转发, 每次转发的时间为 p/c,

    所以总的延迟 = x/c+(k-1)p/c+kd

    所以当分组交换的时延小于电路交换

    x/c+(k-1)p/c+kd

    (k-1)p/c

    1-11、 在上题的分组交换网中, 设报文长度和分组长度分别为 x 和 (p+h) (bit ) , 其中 p 为分组的数据部分的长度,而 h 为每个分组所带的控制信息固定长度, 与 p 的大小无关.通信的两端共经过 k 段链路.链路的数据率为 b (bit/s), 但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计.若打算使总的时延为最小,问分 组的数据部分长度 p 应取为多大?

    答:分组个 x/p,

    传输的总比特数:(p+h)x/p

    源发送时延:(p+h)x/pb

    最后一个分组经过 k-1个分组交换机的转发, 中间发送时延:(k-1)(p+h)/b 总发送时延 d=源发送时延 +中间发送时延

    d=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b

    令其对 p 的导数等于 0,求极值

    p=√

    1-13、面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么?

    答:面向连接服务的特点是,在服务进行之前必须建立数据链路 (虚电路 ) 然后 在进行数据传输,传输完毕后,再释放连接.在数据传输时,好象一直占用了 一条这样的电路.适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况. 对传输数据安全,不容易丢失和失序.但由于虚电路的建立,维护和释放要耗 费一定的资源和时间.

    无连接服务的特点,在服务工程中不需要先建立虚电路,链路资源在数据 传输过程中动态进行分配.灵活方便,比较迅速;但不能防止报文的丢失、重 复或失序.适合于传送少量零星的报文.

    1-14、协议与服务有何区别?有何关系?

    答:1、协议是控制对等实体之间通信的规则,是水平的.服务是下层通过层间 接口向上层提供的功能,是垂直的.

    2、协议的实现保证了能够向上一层提供服务,要实现本层协议还需使用下 层提供的服务.

    1-20、传播距离为 1000km ,信号在媒体上的传播速率为 2×108m/s,试计算以下 两种情况的发送时延和传播时延:

    (1) 数据长度为 107bit ,数据发送速率为 100kbit/s.

    (2) 数据长度为 103bit ,数据发送速率为 1gbit/s.

    答(1):发送延迟 =107/(100×1000) =100s

    传播延迟 =1000×1000/(2×108) =5×10-3s=5ms

    (2):发送延迟 =103/(109) =10-6s=1us

    传播延迟 =1000×1000/(2×108) =5×10-3s=5ms

    1-22. 长度为 100字节的应用层数据交给运输层传送,需加上 20字节的 tcp 首 部.再交给网络层传送,需加上 20字节的 ip 首部.最后交给数据链路层的以 太网传送,加上首部和尾部 18字节.试求数据的传输效率.

    若应用层数据长度为 1000字节,数据的传输效率是多少?

    答:数据长度为 100字节时

    传输效率 =100/(100+20+20+18) =63.3%

    数据长度为 1000字节时,

    传输效率 =1000/(1000+20+20+18) =94.5%

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  • 电路交换和分组交换

    千次阅读 2020-10-31 23:00:03
    谈到网络通信,就不得不说一下分组交换,因为网络通信就是使用的分组交换技术。而为了弄清分组交换,我们必须了解一下电路交换。 电路交换 所谓交换,我理解的就是指双方通信时,数据的交换。数据传输的方式有几种...

    谈到网络通信,就不得不说一下分组交换,因为网络通信就是使用的分组交换技术。而为了弄清分组交换,我们必须了解一下电路交换。

    电路交换

    所谓交换,我理解的就是指双方通信时,数据的交换。数据传输的方式有几种,而电路交换便是其中的一种。

    1.原理

    假如A和B之间要通信,如果采用电路交换的方式,那么首先要找到从A到B的一条可行路径,建立好传输通道,然后再进行数据的传输。我们把找到一条可行路径并建立会话的过程,称为电路交换的第一阶段--建立连接。之后A和B在通信的过程中会始终霸占着这条路径,数据传输的过程称为电路交换的第二阶段--数据传输。接着,双方通信完毕,就会进入电路交换的第三阶段,也就是最后一个阶段--释放连接。通过图片会更加容易理解其过程:

    2.应用

    电路交换应用在我们熟悉的打电话的场景。在使用电话交换线路之前,必须先拨号请求建立连接。当被叫用户听到交换机送来的振铃音并摘机后,从主叫端到被叫端就建立了一条连接,也就是一条专用的物理线路,然后双方才能进行正常通话,直到有一方挂断了电话。整个过程经历了"建立连接(占用通信资源)->数据传输(通话过程一直占用通信资源)->释放连接(归还通信资源)"三个步骤。

    3.分析

    电路交换的一个重要特点就是在通话的全部时间内,通话的两个用户始终占用端到端的通信资源,而已被占用的通信线路资源又在绝大部分时间里是空闲的,这造成传输效率往往很低。所以,电路交换的缺点很明显,通信资源利用率低。而优点是数据传输速度快,实时到达。

    好了,了解电路交换之后,接下来详细说一下分组交换。这时候我们可以思考下,网络通信采取电路交换应该是怎么样的?

     

    分组交换

    提到分组交换,必须要先说一下路由器,路由器是实现分组的关键构件,其任务是转发收到的分组。如果还不知道路由器是什么的,可以先去了解一下。

    1.分组的概念

    我们把要发送的整块数据称为报文,在发送报文之前,先把较长的报文划分成为一个个更小的等长数据段,在每一个数据段前面,加上一些由必要的控制信息组成的首部(header),就构成了一个分组(packet)。分组是在互联网中传送数据的单元。分组中的首部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息,每一个分组才能在互联网中独立地选择传送路径,并被正确地交付到分组传输的终点。

    2.原理

    互联网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成的,而主机处在互联网的边缘部分。分组交换的核心是采用存储转发技术,把一个报文划分为几个分组后再利用路由器来进行转发。路由器收到一个分组,先暂时存储一下,检查其首部,查找转发表,按首部中的目的地址,找到合适的接口转发出去,把分组交给下一个路由器。这样一步一步地以存储转发的方式,把分组交付给最终的目的主机。各路由器之间必须经常交换批次掌握的路由信息,以便创建和动态维护路由器中的转发表,使得转发表能够在网络拓扑发送变化时及时更新。

    当主机H1向H5发送数据时,H1->A->C->E->H5或H1->A->B->E->H5,根据某个路由器的繁忙程序选择合适的路由把数据传给H5主机(网络拓扑的存在)。需要注意的是,当分组在H1和A之间传送时,只占用H1->A这条链路,其他链路均不占用。当数据在A->B之间传送时,H1->A又可以被其他分组占用。分组在传输时这样一段一段地占用通信资源,而且省去建立连接和释放连接的开销(路由器会查找转发表,来寻找合适的链路),因此数据的传输效率更高。

    3.特点 

    从分组交换的机制,我们可以看出以下几个特点:

    • 每个分组的首部都携带有目的地址和源地址等重要控制信息,可以独立地选择传送路径,也就是说每个分组可能走不同的路径到达目的主机。
    • 无法保证分组到达目的主机的时序性,无法保证某个分组一定比另外一个分组先到达或者后达到。
    • 路由器的容量是有限的,分组有可能被路由器丢弃。
    • 路由器解析分组携带的控制信息会造成一定开销,分组在路由器中排队转发,有一定时延。

    4.分析

    路由器暂时存储的是一个个短的分组,而不是整个报文。分组在路由器的内存中而不是在磁盘中。这就保证了较高的交换效率。分组交换的优点:

    • 高效:动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用
    • 灵活:分组独立选择合适的路由
    • 迅速:可以不建立连接就能向其他主机发送数据
    • 可靠:保证可靠的网络协议;分布式多路由的分组交换网,使网络有很好的生存性

    分组交换的缺点:

    分组交换会带来一些时延,因为分组在路由器存储转发时需要排队。分组携带的控制信息也造成了一定的开销。

     

    总结一下:分组是将报文分为一个个小的数据段;交换指分组在各个路由器之间相互转发。

     

     

     

    参考:https://blog.csdn.net/ma2595162349/article/details/91406690

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  • 分组交换的特点_分组交换的优缺点

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    分组交换的特点1、信息传送的最小单位是分组,分组由组头和用户信息组成,分组头含有选路和控制信息。2、面向连接(逻辑连接)和无连接两种工作方式,虚电路采用面向连接的工作方式,数据报是无连接工作方式。3、统计...

    分组交换的特点

    1、信息传送的最小单位是分组,分组由组头和用户信息组成,分组头含有选路和控制信息。

    2、面向连接(逻辑连接)和无连接两种工作方式,虚电路采用面向连接的工作方式,数据报是无连接工作方式。

    3、统计时分复用(动态分配带宽),统计时分复用的基本原理是把时间划分为不等长的时间片,长短不同的时间片就是传送不同长度分组所需的时间,对每路通信没有固定分配时间片,而是按需使用。这就意味着使用这条复用线传送分组时间的长短,由此可见统计时分复用是动态分配带宽的。

    4、信息传送为有差错控制,分组交换是专门为数据通信网设计的交换方式,数据业务的特点是可靠性要求高,对实时性要求没有电话通信高,因而在分组交换中为保证数据信息的可靠性,设有CRC校验、重发等差错控制机制,以满足数据业务特性的需求。

    5、信息传送不具有透明性,分组交换对所传送的数据信息要进行处理,如拆分、重组信息等。

    6、基于呼叫延迟制的流量控制,在分组交换中,当数据流量较大时,分组排队等待处理,而不像电路交换那样立即呼损掉,因此其流量控制基于呼叫延迟。

    450ab7d8f17b7b041a733ac980162325.png

    分组交换的优点

    (1)传输质量高

    分组交换机具有差错控制、流量控制等功能,可实现逐段链路的差错控制(差错校验和重发),而且对于分组型终端,在用户线部分也可以同样进行差错控制。所以,分组在网内传输中的差错率大大降低,传输质量明显提高。

    (2)可靠性高

    在电路交换方式中,一次呼叫的通信电路固定不变,而分组交换方式则不同,报文中的每个分组可以自由选择传输途径。由于分组交换机至少与另外两个交换机相连接。当网中发生故障时,分组仍能自动选择一条避开故障地点的迂回路由传输,不会造成通信中断。

    (3)为不同种类的终端相互通信提供方便

    分组交换网进行存储一转发交换工作,并以X.25建议的规程向用户提供统一的接口,从而能够实现不同速率、码型和传输控制规程终端间的互通,同时也为异种计算机互通提供方便。

    (4)能满足通信实时性要求

    信息的传输时延较小,而且变化范围不大,能够较好地适应会话型通信的实时性要求。

    (5)可实现分组多路通信

    由于每个分组都含有控制信息,所以,分组型终端尽管和分组交换机只有一条用户线相连,但可以同时和多个用户终端进行通信。这是公用电话网和用户电报网等现有的公用网以及电路交换公用数据网所不能实现的。

    (6)经济性好

    在网内传输、交换的是一个个被规范化了的分组,这样可简化交换处理,不要求交换机具有很大的存储容量,降低了网内设各的费用。此外,由于进行分组多路通信,可大大提高通信电路的利用率,并且在中继线上以高速传输信息,而且只有在有用户信息的情况下使用中继线,因而降低了通信电路的使用费用。

    分组交换的缺点

    (1)由于传输分组时需要交换机有一定的开销,使网络附加的传输信息较多,对长报文通信的传输效率比较低。

    为了保证分组能按正确的路由安全准确地到达终点,要给每个数据分组加上控制信息(分组头),除此之外还要设计若干不含数据信息的控制分组,用来实现数据通路的建立、保持和拆除,并进行差错控制和数据流量控制等。可见,在交换网内除了用户数据传输外,还有许多辅助信息在网内流动,对于较长的报文来说,分组交换的传输效率不如电路交换和报文交换的高。

    (2)要求交换机有较高的处理能力。分组交换机要对各种类型的分组进行分析处理,为分组在网中的传输提供路由,并在必要时自动进行路由调整,为用户提供速率、代码和规程的变换,为网络的维护管理提供必要的信息等,因而要求具有较高处理能力的交换机,故大型分组交换网的投资较大。

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