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線路交換適合傳輸計算機網路嗎

發布時間: 2023-08-23 14:42:56

1. 計算機網路交換技術的數據交換

數據交換的基本概念
通常將數據在通信子網中各節點間的數據傳輸過程稱為數據交換。 (circuit switched network)
線路交換是相對於分組交換的一個概念。電路交換要求必須首先在通信雙方之間建立連接通道。在連接建立成功之後,雙方的通信活動才能開始。通信雙方需要傳遞的信息都是通過已經建立好
的連接來進行傳遞的,而且這個連接也將一直被維持到雙方的通信結束。在某次通信活動的整個過程中,這個連接將始終佔用著連接建立開始時,通信系統分配給它的資源(通道、帶寬、時隙、碼字等等),這也體現了電路交換區別於分組交換的本質特徵。
線路交換的特點是:數據傳輸可靠、迅速、有序,但線路利用率低、浪費嚴重,不適合計算機網路。 (message switched network)
是數據交換的三種方式之一,報文整個地發送,一次一跳。報文交換是分組交換的前身,是由列奧納德·克萊因饒克於1961年提出的。
報文交換的主要特點是:存儲接受到的報文,判斷其目標地址以選擇路由,最後,在下一跳路由空閑時,將數據轉發給下一跳路由。報文交換系統現今都由分組交換或電路交換網路所承載。
報文交換採用存儲-轉發方式進行傳送,無需事先建立線路,事後更無需拆除。它的優點是:線路利用率高、故障的影響小、可以實現多目的報文;缺點是:延遲時間長且不定、對中間節點的要求高、通信不可靠、失序等,不適合計算機網路。
報文的優點是:高效、靈活、迅速、可靠、經濟,但存在如下的缺點:有一定的延遲時間、額外的開銷會影響傳輸效率、實現技術復雜等。 (packet switched network)
分組交換是一種數位通信網路。它將資料組合成適當大小的區塊,稱為封包,再通過網路來傳輸。這個傳送封包的網路是共享的,每個單位都可以獨立把封包再傳送出去,而且配置自己需要的資源。
封包交換的基本原則是最佳化的使用連線負載能力,最小化回應時間,以及增進通訊的健全性。
分組交換適用於計算機網路,在實際應用中有兩種類型:虛電路方式和數據報方式。虛電路方式類似線路交換,只不過對信道的使用是非獨占方式;數據報方式類似報文交換。

2. 在計算機網路中,數據交換的方式有哪幾種各有什麼優缺點

(1)電路交換:在數據傳輸之前必須先設置一條完全的通路。在線路拆除(釋放)之前,該通路由一對用戶完全佔用。電路交換效率不高。
(2)報文交換:報文從源點傳送到目的地採用存儲轉發的方式,報文需要排隊。因此報文交換不適合於互動式通信,不能滿足實時通信的要求。
(3)分組交換:分組交換方式和報文交換方式類似,但報文被分成分組傳送,並規定了最大長度。分組交換技術是在數據網中最廣泛使用的一種交換技術,適用於交換中等或大量數據的情況。

3. 網路交換技術有哪些

電路交換,報文交換,分組交換。

數據交換的基本概念:

通常將數據在通信子網中各節點間的數據傳輸過程稱為數據交換。

網路中常用的數據交換技術可分為兩大類:線路交換和存儲轉發交換,其中存儲轉發交換技術又可分為報文交換和分組交換。

簡介:

電路交換

(circuit switched network)

電路交換是相對於分組交換的一個概念。電路交換要求必須首先在通信雙方之間建立連接通道。在連接建立成功之後,雙方的通信活動才能開始。通信雙方需要傳遞的信息都是通過已經建立好的連接來進行傳遞的,並且這個連接也將一直被維持到雙方的通信結束。

在某次通信活動的整個過程中,該連接將始終佔用著連接建立開始時通信系統分配給它的資源(通道、帶寬、時隙、碼字等等),這也體現了電路交換區別於分組交換的本質特徵。

電路交換的特點是:數據傳輸可靠、迅速、有序,但線路利用率低、浪費嚴重,不適合計算機網路。

報文交換

(message switched network)

是數據交換的三種方式之一,報文整個地發送,一次一跳。報文交換是分組交換的前身,是由列奧納德·克萊因饒克於1961年提出的。

報文交換的主要特點是:存儲接受到的報文,判斷其目標地址以選擇路由,最後,在下一跳路由空閑時,將數據轉發給下一跳路由。報文交換系統現今都由分組交換或電路交換網路所承載。

報文交換採用"存儲-轉發"方式進行傳送,無需事先建立線路,事後更無需拆除。它的優點是:線路利用率高、故障的影響小、可以實現多目的報文;缺點是:延遲時間長且不定、對中間節點的要求高、通信不可靠、失序等,不適合計算機網路。

報文的優點是:高效、靈活、迅速、可靠、經濟,但存在如下的缺點:有一定的延遲時間、額外的開銷會影響傳輸效率、實現技術復雜等。

分組交換

(packet switched network)

分組交換是一種數位通信網路。它將資料組合成適當大小的區塊,稱為封包,再通過網路來傳輸。這個傳送封包的網路是共享的,每個單位都可以獨立把封包再傳送出去,而且配置自己需要的資源。

封包交換的基本原則是最佳化的使用連線負載能力,最小化回應時間,以及增進通訊的健全性。

分組交換適用於計算機網路,在實際應用中有兩種類型:虛電路方式和數據報方式。虛電路方式類似"線路交換",只不過對信道的使用是非獨占方式;數據報方式類似"報文交換"。

以上內容參考:網路-計算機網路交換技術

4. 計算機網路的數據交換技術有四種,分別是

電路交換、報文交換、分組交換、信元交換

電路交換:端對端通信質量因約定了通信資源獲得可靠保障,對連續傳送大量數據效率高。

報文交換:無須預約傳輸帶寬,動態逐段利用傳輸帶寬對突發式數據通信效率高,通信迅速。

分組交換:具有報文交換之高效、迅速的要點,且各分組小,路由靈活,網路生存性能好。

信元交換又叫ATM(非同步傳輸模式),是一種面向連接的快速分組交換技術,它是通過建立虛電路來進行數據傳輸的。

(4)線路交換適合傳輸計算機網路嗎擴展閱讀:

報文交換的原理是當發送方的信息到達報文交換用的計算機時,先存放在外存儲器中,待中央處理機分析報頭,確定轉發路由,並選到與此路由相應的輸出電路上進行排隊,等待輸出。一旦電路空閑,立即將報文從外存儲器取出後發出,這就提高了這條電路的利用率。

報文交換雖然提高了電路的利用率,但報文經存儲轉發後會產生較大的時延。分組交換也是一種存儲轉發交換方式,但與報文交換不同,它是把報文劃分為一定長度的分組,以分組為單位進行存儲轉發。

這就不但具備了報文交換方式提高電路利用率的優點,同時克服了時延大的缺點。

參考資料來源:網路-數據交換

5. 《計算機網路》數據交換有幾種方式

1.電路交換技術

電路交換技術的典型代表:公眾電話網(PSTN網)和移動網(包括GSM網和CDMA網)

基本特點:採用面向連接的方式,在雙方進行通信之前,需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路,通信雙方在通信過程中將一直佔用所分配的資源,直到通信結束,並且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議。

優點:

①由於通信線路為通信雙方用戶專用,數據配陵直達,所以傳輸數據的時延非常小。

②通信雙方之間的物理通路一旦建立汪宏,雙方可以隨時通信,實時性強。

③雙方通信時按發送順序傳送數據,不存在失序問題。

④電路交換既適用於培陵戚傳輸模擬信號,也適用於傳輸數字信號。

⑤電路交換的交換的交換設備(交換機等)及控制均較簡單。

缺點:

①電路交換的平均連接建立時間對計算機通信來說嫌長。

②電路交換連接建立後,物理通路被通信雙方獨占,即使通信線路空閑,也不能供其他用戶使用,因而信道利用低。

③電路交換時,數據直達,不同類型、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通信,也難以在通信過程中進行差錯控制。

2.報文交換技術

報文交換技術和分組交換技術類似,也是採用存儲轉發機制,但報文交換是以報文作為傳送單元,由於報文長度差異很大,長報文可能導致很大的時延,並且對每個節點來說緩沖區的分配也比較困難,為了滿足各種長度報文的需要並且達到高效的目的,節點需要分配不同大小的緩沖區,否則就有可能造成數據傳送的失敗。在實際應用中報文交換主要用於傳輸報文較短、實時性要求較低的通信業務,如公用電報網。報文交換比分組交換出現的要早一些,分組交換是在報文交換的基礎上,將報文分割成分組進行傳輸,在傳輸時延和傳輸效率上進行了平衡,從而得到廣泛的應用。

優點:

①報文交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路,不存在連接建立時延,用戶可隨時發送報文。

②由於採用存儲轉發的傳輸方式,使之具有下列優點:a.在報文交換中便於設置代碼檢驗和數據重發設施,加之交換結點還具有路徑選擇,就可以做到某條傳輸路徑發生故障時,重新選擇另一條路徑傳輸數據,提高了傳輸的可靠性;b.在存儲轉發中容易實現代碼轉換和速率匹配,甚至收發雙方可以不同時處於可用狀態。這樣就便於類型、規格和速度不同的計算機之間進行通信;c.提供多目標服務,即一個報文可以同時發送到多個目的地址,這在電路交換中是很難實現的;d.允許建立數據傳輸的優先順序,使優先順序高的報文優先轉換。

③通信雙方不是固定佔有一條通信線路,而是在不同的時間一段一段地部分佔有這條物理通路,因而大大提高了通信線路的利用率。

缺點:

①由於數據進入交換結點後要經歷存儲、轉發這一過程,從而引起轉發時延(包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發送時間等),而且網路的通信量愈大,造成的時延就愈大,因此報文交換的實時性差,不適合傳送實時或互動式業務的數據。

②報文交換只適用於數字信號。

③由於報文長度沒有限制,而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文,當輸出線路不空閑時,還可能要存儲幾個完整報文等待轉發,要求網路中每個結點有較大的緩沖區。為了降低成本,減少結點的緩沖存儲器的容量,有時要把等待轉發的報文存在磁碟上,進一步增加了傳送時延。

3.分組交換技術

電路交換技術主要適用於傳送話音相關的業務,這種網路交換方式對於數據業務而言,有著很大的局限性。首先數據通信具有很強的突發性,峰值比特率和平均比特率相差較大,如果採用電路交換技術,若按峰值比特率分配電路帶寬則會造成資源的極大浪費,如果按照平均比特率分配帶寬,則會造成數據的大量丟失。其次是和語音業務比較起來,數據業務對時延沒有嚴格的要求,但需要進行無差錯的傳輸,而語音信號可以有一定程度的失真但實時性一定要高。分組交換技術就是針對數據通信業務的特點而提出的一種交換方式,它的基本特點是面向無連接而採用存儲轉發的方式,將需要傳送的數據按照一定的長度分割成許多小段數據,並在數據之前增加相應的用於對數據進行選路和校驗等功能的頭部欄位,作為數據傳送的基本單元即分組。採用分組交換技術,在通信之前不需要建立連接,每個節點首先將前一節點送來的分組收下並保存在緩沖區中,然後根據分組頭部中的地址信息選擇適當的鏈路將其發送至下一個節點,這樣在通信過程中可以根據用戶的要求和網路的能力來動態分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高,但時延較大。

優點:

①加速了數據在網路中的傳輸。因為分組是逐個傳輸,可以使後一個分組的存儲操作與前一個分組的轉發操作並行,這種流水線式傳輸方式減少了報文的傳輸時間。此外,傳輸一個分組所需的緩沖區比傳輸一份報文所需的緩沖區小得多,這樣因緩沖區不足而等待發送的機率及等待的時間也必然少得多。

②簡化了存儲管理。因為分組的長度固定,相應的緩沖區的大小也固定,在交換結點中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區的管理,相對比較容易。

③減少了出錯機率和重發數據量。因為分組較短,其出錯機率必然減少,每次重發的數據量也就大大減少,這樣不僅提高了可靠性,也減少了傳輸時延。

④由於分組短小,更適用於採用優先順序策略,便於及時傳送一些緊急數據,因此對於計算機之間的突發式的數據通信,分組交換顯然更為合適些。

缺點:

①盡管分組交換比報文交換的傳輸時延少,但仍存在存儲轉發時延,而且其結點交換機必須具有更強的處理能力。

②分組交換與報文交換一樣,每個分組都要加上源、目的地址和分組編號等信息,使傳送的信息量大約增大5%~10%,一定程度上降低了通信效率,增加了處理的時間,使控制復雜,時延增加。

③當分組交換採用數據報服務時,可能出現失序、丟失或重復分組,分組到達目的結點時,要對分組按編號進行排序等工作,增加了麻煩。若採用虛電路服務,雖無失序問題,但有呼叫建立、數據傳輸和虛電路釋放三個過程。

6. 關於計算機網路的問題!急!!

1、簡述我國計算機網路發展的三個階段。

答: Internet在中國的發展歷程可以大略地劃分為三個階段:

第一階段為1987—1993年,也是研究試驗階段。在此期間中國一些科研部門和高等院校開始研究InternetInternet技術,並開展了科研課題和科技合作工作,但這個階段的網路應用僅限於小范圍內的電子郵件服務。

第二階段為1994年至1996年,同樣是起步階段。1994年4月,中關村地區教育與科研示範網路工程進入Internet,從此中國被國際上正式承認為有Internet的國家。之後,Chinanet、CERnet、CSTnet、Chinagbnet等多個Internet絡項目在全國范圍相繼啟動,Internet開始進入公眾生活,並在中國得到了迅速的發展。至1996年底,中國Internet用戶數已達20萬,利用Internet開展的業務與應用逐步增多。

第三階段從1997年至今,是Internet在我國快速最為快速的階段。國內Internet用戶數97年以後基本保持每半年翻一番的增長速度。據中國Internet絡信息中心(CNNIC)公布的統計報告顯示,截至2009年7月17日,我國上網用戶總人數為3.38億人,居世界第一。

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2、試將TCP/IP和OSI的體系結構進行比較。討論其異同處。
答:
(1)OSI和TCP/IP的相同點是二者均採用層次結構,而且都是按功能分層。
(2)OSI和TCP/IP的不同點:
①OSI分七層,自下而上分為物理層、數據鏈路層、網路層、運輸層、會話層、表示層和應用層,而TCP/IP分四層:網路介面層、網間網層(IP)、傳輸層(TCP)和應用層。嚴格講,TCP/IP網間網協議只包括下三層,應用程序不算TCP/IP的一部分。
②OSI層次間存在嚴格的調用關系,兩個(N)層實體的通信必須通過下一層(N-1)層實體,不能越級,而TCP/IP可以越過緊鄰的下一層直接使用更低層次所提供的服務(這種層次關系常被稱為「等級」關系),因而減少了一些不必要的開銷,提高了協議的效率。
③OSI只考慮用一種標準的公用數據網將各種不同的系統互聯在一起,後來認識到互聯網協議的重要性,才在網路層劃出一個子層來完成互聯作用。而TCP/IP一開始就考慮到多種異構網的互聯問題,並將互聯網協議IP作為TCP/IP的重要組成部分。
④OSI開始偏重於面向連接的服務,後來才開始制定無連接的服務標准,而TCP/IP一開始就有面向連接和無連接服務,無連接服務的數據報對於互聯網中的數據傳送以及分組話音通信都是十分方便的。
⑤OSI與TCP/IP對可靠性的強調也不相同。對OSI的面向連接服務,數據鏈路層、網路層和運輸層都要檢測和處理錯誤,尤其在數據鏈路層採用校驗、確認和超時重傳等措施提供可靠性,而且網路和運輸層也有類似技術。而TCP/IP則不然,TCP/IP認為可靠性是端到端的問題,應由運輸層來解決,因此它允許單個的鏈路或機器丟失數據或數據出錯,網路本身不進行錯誤恢復,丟失或出錯數據的恢復在源主機和目的主機之間進行,由運輸層完成。由於可靠性由主機完成,增加了主機的負擔。但是,當應用程序對可靠性要求不高時,甚至連主機也不必進行可靠性處理,在這種情況下,TCP/IP網的效率最高。
⑥在兩個體系結構中智能的位置也不相同。OSI網路層提供面向連接的服務,將尋徑、流控、順序控制、內部確認、可靠性帶有智能性的問題,都納入網路服務,留給末端主機的事就不多了。相反,TCP/IP則要求主機參與幾乎所有網路服務,所以對入網的主機要求很高。
⑦OSI開始未考慮網路管理問題,到後來才考慮這個問題,而TCP/IP有較好的網路管理。

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3、假定有一個長度為500MB的數據塊(1M=220bit;B是位元組,1B=8bit),在帶寬為10Mb/s的信道上(M指106)的發送時延為多少?若將數據使用光纖傳送到1000km遠的計算機需要的總時延為多少?(光在光纖中的傳播速率約為2.0X105km/s)
答:發送時延 = 數據長度/信道帶寬 = (500MB x 8)/ 10Mb/s = 40秒
傳播時延 = 傳輸距離/信號傳播速度 = 1000km/2.0X105km = 5 x 10的-3次方秒

本題中的時延 = 發送時延 + 傳播時延 約等於40秒

此外,實際情況中還存在信號排隊時延未在題中列出!

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電路交換、報文交換和分組交換的特點和比較

(1)電路交換:由於電路交換在通信之前要在通信雙方之間建立一條被雙方獨占的物理通路(由通信雙方之間的交換設備和鏈路逐段連接而成),因而有以下優缺點。
優點:
①由於通信線路為通信雙方用戶專用,數據直達,所以傳輸數據的時延非常小。
②通信雙方之間的物理通路一旦建立,雙方可以隨時通信,實時性強。
③雙方通信時按發送順序傳送數據,不存在失序問題。
④電路交換既適用於傳輸模擬信號,也適用於傳輸數字信號。
⑤電路交換的交換的交換設備(交換機等)及控制均較簡單。
缺點:
①電路交換的平均連接建立時間對計算機通信來說嫌長。
②電路交換連接建立後,物理通路被通信雙方獨占,即使通信線路空閑,也不能供其他用戶使用,因而信道利用低。
③電路交換時,數據直達,不同類型、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通信,也難以在通信過程中進行差錯控制。

(2)報文交換:報文交換是以報文為數據交換的單位,報文攜帶有目標地址、源地址等信息,在交換結點採用存儲轉發的傳輸方式,因而有以下優缺點:
優點:
①報文交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路,不存在連接建立時延,用戶可隨時發送報文。
②由於採用存儲轉發的傳輸方式,使之具有下列優點:a.在報文交換中便於設置代碼檢驗和數據重發設施,加之交換結點還具有路徑選擇,就可以做到某條傳輸路徑發生故障時,重新選擇另一條路徑傳輸數據,提高了傳輸的可靠性;b.在存儲轉發中容易實現代碼轉換和速率匹配,甚至收發雙方可以不同時處於可用狀態。這樣就便於類型、規格和速度不同的計算機之間進行通信;c.提供多目標服務,即一個報文可以同時發送到多個目的地址,這在電路交換中是很難實現的;d.允許建立數據傳輸的優先順序,使優先順序高的報文優先轉換。
③通信雙方不是固定佔有一條通信線路,而是在不同的時間一段一段地部分佔有這條物理通路,因而大大提高了通信線路的利用率。
缺點:
①由於數據進入交換結點後要經歷存儲、轉發這一過程,從而引起轉發時延(包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發送時間等),而且網路的通信量愈大,造成的時延就愈大,因此報文交換的實時性差,不適合傳送實時或互動式業務的數據。
②報文交換只適用於數字信號。
③由於報文長度沒有限制,而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文,當輸出線路不空閑時,還可能要存儲幾個完整報文等待轉發,要求網路中每個結點有較大的緩沖區。為了降低成本,減少結點的緩沖存儲器的容量,有時要把等待轉發的報文存在磁碟上,進一步增加了傳送時延。

(3)分組交換:分組交換仍採用存儲轉發傳輸方式,但將一個長報文先分割為若干個較短的分組,然後把這些分組(攜帶源、目的地址和編號信息)逐個地發送出去,因此分組交換除了具有報文的優點外,與報文交換相比有以下優缺點:
優點:
①加速了數據在網路中的傳輸。因為分組是逐個傳輸,可以使後一個分組的存儲操作與前一個分組的轉發操作並行,這種流水線式傳輸方式減少了報文的傳輸時間。此外,傳輸一個分組所需的緩沖區比傳輸一份報文所需的緩沖區小得多,這樣因緩沖區不足而等待發送的機率及等待的時間也必然少得多。
②簡化了存儲管理。因為分組的長度固定,相應的緩沖區的大小也固定,在交換結點中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區的管理,相對比較容易。
③減少了出錯機率和重發數據量。因為分組較短,其出錯機率必然減少,每次重發的數據量也就大大減少,這樣不僅提高了可靠性,也減少了傳輸時延。
④由於分組短小,更適用於採用優先順序策略,便於及時傳送一些緊急數據,因此對於計算機之間的突發式的數據通信,分組交換顯然更為合適些。
缺點:
①盡管分組交換比報文交換的傳輸時延少,但仍存在存儲轉發時延,而且其結點交換機必須具有更強的處理能力。
②分組交換與報文交換一樣,每個分組都要加上源、目的地址和分組編號等信息,使傳送的信息量大約增大5%~10%,一定程度上降低了通信效率,增加了處理的時間,使控制復雜,時延增加。
③當分組交換採用數據報服務時,可能出現失序、丟失或重復分組,分組到達目的結點時,要對分組按編號進行排序等工作,增加了麻煩。若採用虛電路服務,雖無失序問題,但有呼叫建立、數據傳輸和虛電路釋放三個過程。
總之,若要傳送的數據量很大,且其傳送時間遠大於呼叫時間,則採用電路交換較為合適;當端到端的通路有很多段的鏈路組成時,採用分組交換傳送數據較為合適。從提高整個網路的信道利用率上看,報文交換和分組交換優於電路交換,其中分組交換比報文交換的時延小,尤其適合於計算機之間的突發式的數據通信。

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模擬數據:也稱為模擬量,相對於數字量而言,指的是取值范圍是連續的變數或者數值。

模擬信號:指的是在時間和數值上都是連續變化的信號。