中间节点上的通信

1、第3章中间节点上的通信技术、计算机网络、3.1交换技术的演进、3.2虚拟电路和数据报、3.3交换机、3.4路由节点上的通信、3.1交换技术的演进、计算机网络、3.1.1电路交换通信网络中的电路交换使用交换交换机将通信双方的多条链路连接到专用信道。电路开关特性：通信之前，双方需要建立实际的物理电路连接；连接的电路由一对通信用户独占，只有在通信结束后电路被释放后才能被其他人使用。建立连接(呼叫)数据传输线路，拆除(释放)电路交换功能：建立连接需要时间，适合大数据传输；连接后，以固定速率传输，传输延迟是固定的(连接时间)。连接的频道是私有的，不能被其他人使用。电路交换示意图，计算机网络，电路交换示意

2、图，电路交换延迟图，计算机网络，3.1.2存储转发交换。这种技术是一个过程，在这个过程中，目的地址被添加到消息中，然后消息被从发送节点逐个节点地传送到目的节点。存储转发交换的特性。无需建立专用传输通道，线路利用率高；中间节点首先存储消息，并在线路不忙时转发它；可以根据网络中的流量分布动态选择消息传输路径。早期的存储转发交换是以消息的形式进行的。由于消息比较大，转发时延较长，不能满足实时通信。如果消息传输出错，消息很难到达目的节点。分组交换(Packet switching)是将一个消息分成具有指定长度的信息组，给每个分组添加一个报头，然后存储并转发它。数据包到达目的地后，会被重组为一条完整的消

3、息。计算机网络，1)电路交换：在数据传输之前，必须建立一个信道，在释放线路之前，信道将被一对用户独占，这对于突发通信的电路交换是低效的。2)消息交换：消息以存储转发的方式从源传输到目的地，需要在中间交换节点进行缓冲和存储，消息需要排队。消息交换不能满足实时通信的要求。3)分组交换：将待发送的信息分成较小的单元进行转发，从源到目的地也采用存储转发的方式。每个组都有一个目的地地址，目的地需要重组消息。三种交换技术的主要特点，报文/分组交换图，3.2虚电路和数据报*，分组交换分为两种服务模式：虚电路和数据报。虚电路是为通信双方建立的逻辑链路，其服务基于虚电路号，而数据报服务使用目的地址和原始地址进行

4、数据传输。3.2.1虚拟电路和数据报服务之间的区别：数据报服务要求每个数据包都有一个目的地址和一个源地址，虚电路使用数据包的虚电路号进行传输；数据报服务的每个包可以采取不同的路径，虚电路的包采取相同的路径；由于数据报包采用不同的路径，传输延迟很大，端节点需要对数据报重新排序，并将其组装成消息；传输前需要建立虚拟电路，而数据报服务不需要连接，这是一种无连接服务。3.1.2电路交换、虚电路和数据报比较、计算机网络，1)三个过程(连接过程；传输过程；发布过程)。电路交换和虚拟电路有一个连接过程。电路交换连接物理信道，虚电路是逻辑信道，而数据报不是。虚电路的所有数据包都是沿一条路径(一条路由选择)传输

5、的，每个数据包的传输路径不同，所以每次转发必须进行一次；虚电路包按虚电路号传输，数据报按目标地址传输。2)2个参数(延迟：呼叫/传输/节点；订单)。电路交换只有t主机甲，主机丙，通信子网，主机丁，主机乙，虚拟电路和数据报服务模式，3.2交换机。现代通信网络根据是否具有交换功能可以分为两类：交换网络和传输网络。在交换网络中，数据交换是由交换机实现的。因此，交换是交换网的核心设备，是交换网的交通枢纽。3.2.1交换机的功能交换机的功能是接收数据，然后有选择地转发数据并控制数据流。同时，它还具有以下功能：物理寻址：定义数据帧的物理地址；错误验证：出现错误时发出警告；数据帧序列；流量控制：控制数据传输

6、能力；网络拓扑设置：定义设备物理连接形成的网络拓扑。3.2.2交换机交换单元的分类，计算机网络，构成交换机的基本单元是交换单元，交换单元的实现技术包括：空间交换和时隙交换。1)空间交换是指交换单元根据链路的空间分布进行交换，并将数据包从一条链路转发到另一条链路。典型的空间交换机架构是交叉点矩阵架构。该工作原理恰当地控制了空间中的接触开关，即，可以在任何输入线和输出线之间形成路径。2)交换机的时隙交换，时隙交换的原理是将输入链路上某个时隙上的组安排到输出链路上的另一个时隙进行转发的过程。3.4路由节点上的通信、计算机网络、3.4.1路由器和路由表路由节点是网络的边界节点，设备是路由器。它的目的是

7、找到数据包转发的最佳传输路径。如果发送的数据包的目的地址与发送的节点(本地)相同，它将在本地提交，否则它将在网络之间转发。路由器根据其内部路由表转发数据包，该路由表记录了从源节点到目的节点的可能路径的详细信息(目的地址、下一站地址、下一站网络接口号和距离等)。)。因此，路由表是路由器的骨干，建立和维护路由表是路由器的关键技术。3.4.2路由表和路由算法，路由表根据其生成方式分为静态和动态，相应的算法有静态路由算法和动态路由算法。1)静态路由表静态路由表是网管人员根据网络拓扑预先设置的，一般不做修改。如果拓扑发生变化，网管人员会根据变化的情况进行修改。静态路由信息通常是私有的，不会传输到其他路由

8、器，但可以设置为共享。2)动态路由表动态路由表是路由器根据网络系统的运行情况自动调整的路由表。路由表维护通常通过在路由器和相邻路由器之间交换网络信息来动态执行。3)常用的静态路由算法类型，包括扩散算法、最短队列算法和固定算法。收到数据包后，扩散(泛洪)算法的每个节点将其发送给除数据包来源节点之外的其他相邻节点。最短队列(烫手山芋)算法节点在收到数据包后将其放入最短队列，而不管其目的地址如何。在固定算法中，每个路由节点存储一个预先计算的路由表，该路由表给出了从该节点到所有目标节点的最短路径，并且结构变化由管理人员再次填充。扩散(泛洪)算法、静态路由算法、计算机网络、最短队列(烫手山芋)算法、静态

9、路由算法、计算机网络、固定算法、计算机网络，4)计算机网络中常用的各种动态路由算法，这些算法包括距离矢量算法和链路状态算法。距离矢量算法邻居路由器定期交换路由表信息，并通知网络中每个节点的最远距离和最近距离来构建路由表。(目的地址、下一跳地址、路由成本-距离)，链路状态算法(最短路径算法)算法使用链路状态数据包来计算从路由器到其他目标网络的最短路径，以形成路由表。3.4.3路由器的基本结构硬件：中央处理器、存储器、接口、控制等电路；软件：路由协议、SNMP管理、内存和接口管理；2)路由器的网络接口。通用串行接口(通过电缆转换成RS-232DTE/DCE接口；35伏数字电视/DCE接口。X.21

10、数字地面终端设备/DCE接口；10M、100M、10/100自适应千兆以太网接口；自动柜员机接口(2M，25M，155M，633M等。)；位置界面(155米、622米等。)；令牌环接口、FDDI接口、综合业务数字网接口。E1/T1接口，E3/T3接口。计算机网络，3)路由器功能，网络互联：路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于各种网络的互联和不同网络之间的通信；数据处理：提供包过滤、包转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；网络管理：路由器提供路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。协议转换：在网络层和网络层以下转换协议。路由器技术的演变，第一代：集中转发，总线交换，第二代：接口模块化，总线交换，第三代：分布式转发，总线交换，第四代：专用集成电路(ASIC)分布式转发，交换网络结构，第五代：网络处理器分布式转发，交换网络结构