计算机网络:网络核心

    技术2024-10-17  24

    这里写目录标题

    数据交换类型电路交换多路复用 报文交换和分组交换对比:报文交换和分组交换对比:电路交换和分组交换 计算机网络的组成中,其中之一就是网络核心,网络核心的功能就是进行数据交换。 计算机网络中,网络边缘通过接入网络连接到网络核心,然后网络核心通过数据交换,将数据传送到目的地。

    数据交换类型

    电路交换报文交换分组交换 其中分组交换是在报文交换的基础上,将报文进行分割,然后进行传输,所以我将对这两个几种进行解释。

    电路交换

    最典型的电路交换就是电话网络也就是我们日常打电话。 它包括三个阶段:

    建立连接(呼叫,电路连接)通信释放连接(拆除电路) 这是一种独占资源的行为,在通话期间,电路是始终建立好的。

    多路复用

    正如我们刚才说的,这是一种独占资源的行为,但是先核心网络中,连接的数量是有限的,在独占过程中,我们很可能占据别人需要使用的路线,这时候,我们可以使用多路复用技术。 所谓复用,就是指信道同时被多个多路连接所使用。

    频分多路复用时分多路复用波分多路复用码分多路复用

    频分多路复用 频分多路复用,是在通过调制之后将信号转成不同的频率,由于不同的频率之间,信息是互不干预的,所以可以实现复用功能,常见就是我们家庭生活中的电视机。用户在被分配一定的带宽之后,始终占据着对应的频带。

    时分多路复用 时分复用就是将时间划分为一段段等长的时分复用帧,每个用户占据帧中固定序号的时隙,该时隙是周期性出现的(每一帧出现一次),这里他们占用的是相同的频带带宽。

    波分多路复用 类似于频分复用,这里是将光调制成不同的频率。

    码分多路复用 每个用户分配一个唯一的码片序列,其中“0”用“-1”表示,各个用户使用相同的频率载波,利用各自的码片序列对数据进行编码,然后将各个用户的数据序列进行叠加,最后利用码片序列于编码序列的内积进行解码。为了完成这一过程,必须保证每个用户的码片序列互相正交。因为如果码片序列正交,在进行解码的时候,正交的码片序列结果都会变为0,余下的就是用户传输的数据。

    报文交换和分组交换

    报文指的是源发送信息整体,比如一个文件。 分组交换是指报文分拆出来的一系列较小的数据包。分组交换需要将报文拆分重组,需要额外开销。

    分组交换中利用统计多路复用,也就是不同的分组序列共享链路,按需共享链路。

    报文交换和分组交换实际上都是一种“存储-转换”的交换方式,区别就是报文交换是将完整的报文进行存储转换,而分组交换是转换为一个较小的分组

    对比:报文交换和分组交换

    上图展示的传输延迟的计算公式,传输延迟主要和两个因素有关:传输速率和传输数据大小。

    有一个Mbits大小的报文,传输速率为R,所以报文的传输速率为M/R,分组交换将报文分解乘n个长度为Lbit的分组,每个分组的传输速率为L/R。

    假如:

    M = 7.5MbitsL = 1500bits (M = 5000L)R = 1.5Mbps

    如果中间经过两个交换器,也就是进行三次跳转,则每次跳转,报文交换需要花费5s,三次为15s。 同时路由器需要至少7.5Mbits的缓存来存储报文。 分组交换,则每个跳转需要花费1ms,当第一个分组转发到第一个路由器的时候,后续的分组就可以继续发送,当第5000次发送的时候,所有的分组都已经发送出去,但在交换机上还残存两个分组,在经过两次,就发送完毕了,总共花费50001ms+21ms = 5.002ms。同时每个交换器需要的缓存只要1500bits。

    可以看出分组交换无论是花费时间还是花费空间都远高于报文交换。

    对比:电路交换和分组交换

    电路交换是独占资源,也就是当一个用户占据了之后,别的用户就不能使用,分组交换则是用户只管往链路上扔东西。

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