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计算机网络
Computer Networks
第 四 讲 广 域 网
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内容提要
数据交换技术
电路交换
报文交换
分组交换
数据报
虚电路
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数据交换技术为降低通信线路造价，大型网络主要采用部分连接的拓扑结构。
两个端节点之间的通信连接一般都要通过中间节点的转接，中间节点要在它所连接几条线路中选择一条进行接续。
就像电话交换机为通话双方接续线路一样，这个过程被称为 交换 。
实现交换的方法主要有,电路交换、报文交换、
分组交换 。
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简单的交换网络
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电路交换交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路的过程。 (最早的电路交换连接是由电话接线员通过插塞建立的，现在则由计算机化的程控交换机实现。 )
特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。
呼叫 —— 建立连接 —— 传输 —— 挂断优缺点：
建立连接的时间长；
一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；
无纠错机制；
建立连接后，传输延迟小。
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电路交换举例：公用电话交换网
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公用电话网组成
用户
电话机
用户线路
也称本地环路，本地环路使用双绞线连接
交换局
交换中心
端局：直接支持用户的交换中心
中继线
交换局之间的干线线路（ FDM或 TDM）
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电路的建立
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内容提要
数据交换技术
电路交换
报文交换
分组交换
数据报
虚电路
2009/7/25 page 10
电路交换主要是为传输语音而设计的
一旦建立连接就独占线路
进行数据传输的时候，一条连接的大部分时间都是空闲的
数据传输速率固定不变（线路两端具有相同的传输速率）
更高效的数据交换技术：报文分组交换
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报文交换整个报文作为一个整体一起发送。
在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为 存储 -
转发 。
缺点：
1）报文大小不一，造成缓冲区管理复杂。
2）大报文造成存储转发的延时过长；
3）出错后整个报文全部重发。
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分组交换将报文划分为若干个大小相等的分组 (Packet)进行 存储转发 。
分组长度一般为 1000个字节更长的报文将被分割成多个分组，每个分组中包含了部分用户数据和一些控制信息控制信息：路由信息中间节点对分组进行存储并传递给下一个节点
2009/7/25 page 13
分组的使用
2009/7/25 page 14
分组交换的优点
线路效率高
分组动态共享线路
数据率转换
两个不同速率的站点可以互相交换分组
可使用优先级别
优先级高的分组先被传输
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数据报与虚电路
网络如何处理分组？
两种方式：数据报（ datagram）和虚电路（ virtual circuit）
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数据报（ Datagram ）
每个分组被视为是独立的
分组可以选择任何可能的路径
分组可以不按序到达接收方，等到全部分组到达接收方后再重新对分组排序
每个分组均带有全称网络地址（源、目的），可走不同的路径。
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数据报示例
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虚电路
发送任何分组之前，首先建立一条预定的路由
呼叫请求分组和呼叫接受分组建立连接（逻辑连接）
在逻辑连接期间该路由是固定的，就好象电路交换中的一条电路，故称为虚电路
每个分组中除数据外还包含 虚电路号 而不是目的地址
使用同一虚电路的分组只需要做一次路由选择
清除请求分组可以终止连接
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虚电路示例
2009/7/25 page 20
数据报与虚电路比较
数据报
无呼叫建立阶段
在小数据量传输时更快捷
更灵活
可以灵活选择路由避免网络拥塞
虚电路
按序传输、差错控制
分组传输速度快（中间节点无需路由选择）
可靠性不如数据报
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电路交换、报文交换、分组交换的事件顺序呼叫请求呼叫应答数据
A B C D
分组 1
分组 2
分组 3
报文
A B C D A B C D
寻路延迟排队延迟电路交换 报文交换 分组交换
2009/7/25 page 22
电路交换、虚电路、数据报的事件顺序
2009/7/25 page 23
按流量按时间计费方式每一个分组时都可能在建立时何时会出现拥塞不需要需要呼叫建立不是是每个分组都走同一通路是不是存储 -转发传输不是是本质上浪费带宽动态可变的固定的可用带宽不是是独占“铜”线路分组交换电路交换项目
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结论
电路交换适用于实时信息和模拟信号传送，在线路带宽比较低的情况下使用比较经济；
报文交换适用于线路带宽比较高的情况，可靠灵活，但延迟大；
分组交换缩短了延迟，也能满足一般的实时信息传送。在高带宽的通信中更为经济、合理、可靠
。是目前公认较好的一种交换技术。
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第 四 讲 广 域 网
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内容提要
数据交换技术
电路交换
报文交换
分组交换
数据报
虚电路
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数据交换技术为降低通信线路造价，大型网络主要采用部分连接的拓扑结构。
两个端节点之间的通信连接一般都要通过中间节点的转接，中间节点要在它所连接几条线路中选择一条进行接续。
就像电话交换机为通话双方接续线路一样，这个过程被称为 交换 。
实现交换的方法主要有,电路交换、报文交换、
分组交换 。
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简单的交换网络
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电路交换交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路的过程。 (最早的电路交换连接是由电话接线员通过插塞建立的，现在则由计算机化的程控交换机实现。 )
特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。
呼叫 —— 建立连接 —— 传输 —— 挂断优缺点：
建立连接的时间长；
一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；
无纠错机制；
建立连接后，传输延迟小。
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电路交换举例：公用电话交换网
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公用电话网组成
用户
电话机
用户线路
也称本地环路，本地环路使用双绞线连接
交换局
交换中心
端局：直接支持用户的交换中心
中继线
交换局之间的干线线路（ FDM或 TDM）
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电路的建立
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内容提要
数据交换技术
电路交换
报文交换
分组交换
数据报
虚电路
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电路交换主要是为传输语音而设计的
一旦建立连接就独占线路
进行数据传输的时候，一条连接的大部分时间都是空闲的
数据传输速率固定不变（线路两端具有相同的传输速率）
更高效的数据交换技术：报文分组交换
2009/7/25 page 11
报文交换整个报文作为一个整体一起发送。
在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为 存储 -
转发 。
缺点：
1）报文大小不一，造成缓冲区管理复杂。
2）大报文造成存储转发的延时过长；
3）出错后整个报文全部重发。
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分组交换将报文划分为若干个大小相等的分组 (Packet)进行 存储转发 。
分组长度一般为 1000个字节更长的报文将被分割成多个分组，每个分组中包含了部分用户数据和一些控制信息控制信息：路由信息中间节点对分组进行存储并传递给下一个节点
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分组的使用
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分组交换的优点
线路效率高
分组动态共享线路
数据率转换
两个不同速率的站点可以互相交换分组
可使用优先级别
优先级高的分组先被传输
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数据报与虚电路
网络如何处理分组？
两种方式：数据报（ datagram）和虚电路（ virtual circuit）
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数据报（ Datagram ）
每个分组被视为是独立的
分组可以选择任何可能的路径
分组可以不按序到达接收方，等到全部分组到达接收方后再重新对分组排序
每个分组均带有全称网络地址（源、目的），可走不同的路径。
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数据报示例
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虚电路
发送任何分组之前，首先建立一条预定的路由
呼叫请求分组和呼叫接受分组建立连接（逻辑连接）
在逻辑连接期间该路由是固定的，就好象电路交换中的一条电路，故称为虚电路
每个分组中除数据外还包含 虚电路号 而不是目的地址
使用同一虚电路的分组只需要做一次路由选择
清除请求分组可以终止连接
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虚电路示例
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数据报与虚电路比较
数据报
无呼叫建立阶段
在小数据量传输时更快捷
更灵活
可以灵活选择路由避免网络拥塞
虚电路
按序传输、差错控制
分组传输速度快（中间节点无需路由选择）
可靠性不如数据报
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电路交换、报文交换、分组交换的事件顺序呼叫请求呼叫应答数据
A B C D
分组 1
分组 2
分组 3
报文
A B C D A B C D
寻路延迟排队延迟电路交换 报文交换 分组交换
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电路交换、虚电路、数据报的事件顺序
2009/7/25 page 23
按流量按时间计费方式每一个分组时都可能在建立时何时会出现拥塞不需要需要呼叫建立不是是每个分组都走同一通路是不是存储 -转发传输不是是本质上浪费带宽动态可变的固定的可用带宽不是是独占“铜”线路分组交换电路交换项目
2009/7/25 page 24
结论
电路交换适用于实时信息和模拟信号传送，在线路带宽比较低的情况下使用比较经济；
报文交换适用于线路带宽比较高的情况，可靠灵活，但延迟大；
分组交换缩短了延迟，也能满足一般的实时信息传送。在高带宽的通信中更为经济、合理、可靠
。是目前公认较好的一种交换技术。
