什么是数据包交换?

2020.06.14 -

   

我们生活在一个每个流程都响应迅速的时代。分组交换是当今在诸如Internet,LAN,WAN的数据网络上使用的一种这样的技术。互联网协议语音(VoIP)的发展使数据包交换能够轻松传输数据和语音流量。

这使企业可以在成本,效率和可扩展性方面获得巨大收益。该切换是指以最小的等待时间以有效方式通过信道/网络路由和传输数据。传输完成后,该通道可用于其他目的。

什么是分组交换?

定义:数据包交换是指一组协议,这些协议使用无连接网络交换方法来传输数据包。在这种切换中,消息被分解并分成称为数据包的小单元。这些数据包分别通过数字网络传输以到达其目的地。

数据包无需遵循相同的路由即可到达目的地。当所有数据包以不同的顺序到达目的地时,原始消息将由目的地本身重新编译。

分组交换方式

分组交换分为两种主要类型。他们是:

面向连接的分组交换

这也称为虚拟电路交换,在传输之前需要建立阶段或虚拟连接以建立路径。通过信令协议,可以设置预定义的路径,以使发送方,接收方以及同一消息的所有数据包都可以遵循此路径。

交换机/路由器提供虚拟电路ID来识别虚拟连接。这种类型的交换中的数据被分成小单元。序列号被添加到这些小单元中。在此过程中,描述了三个阶段。它们已设置,数据传输和拆卸阶段。

在设置阶段,地址信息仅传输到每个节点。一旦找到到目的地的路由,就将条目添加到每个中间节点的交换表。

在数据传输阶段,数据包头可以包含长度,时间戳和序列号之类的信息。对于不同的数据包,此信息可能有所不同。

面向连接的分组交换的突出应用之一是交换WAN。诸如X.25,帧中继,ATM(异步传输模式)和多协议标签交换之类的协议都使用这种交换方法。

无连接数据包交换

无连接类型交换通常称为数据报交换。这里,每个分组包括源和目的地址以及端口地址和其他必要的信息。有时,数据包会标有序列号。

在数据报数据包交换中,数据包独立地且以不同的路线穿越,因此到达目的地的数据包可能会无序发送。当分组以无序格式到达目的地时,应根据分组的序号检索原始消息。

无法保证无连接交换中数据包的可靠传递。因此,需要为端到端系统提供附加协议。

传输延迟

它只是指发送所有数据包所花费的时间,或将所有数据位吸收到通信介质上所花费的时间。传输延迟取决于数据包的长度和网络的带宽。

传输延迟=数据大小/带宽=(L / B)秒

传播延迟

传播延迟是指比特通过链路从源到目的地传播所花费的时间。距离和传播速度是影响传播延迟的因素。

传播延迟=距离/传输速度= d / s

排队延迟

由于网络中流量的性质,发生排队延迟。因此,它指的是在队列中等待直到被执行所花费的时间,其定义如下:

平均排队延迟=(N-1)L /(2 * R)

其中“ N”为否。包数

“ L”是数据包的大小

“ R”是带宽

处理延迟

它是指处理数据包所花费的时间。处理延迟还指检查误码,确定输出链接等所需的时间。

总时间或端到端时间=传输延迟+传播延迟+排队延迟+处理延迟

分组交换的优点

与电路切换相比,此切换具有各种优势,以下列出了这些优势:

  • 它通过查找自己的路径将数据传递到目的地。电路交换具有专用和预定义的通道。
  • 由于目的地检测到丢失的数据包,因此具有很高的可靠性。电路切换没有此选项。
  • 它使用较少的带宽,因为数据包被快速路由到目的地。电路交换应具有专用带宽。
  • 一旦路由了数据包,此交换中的信道就可用于其他传输。电路交换会占用信道,直到语音通信完成
  • 它具有成本效益,易于实施;电路切换很昂贵

分组交换的缺点

尽管提供了很多好处,但是这种切换也带来了一些缺点,下面列出了这些缺点:

  • 由于在此交换过程中数据包的移动不是同步的,因此它可能不适用于语音呼叫等通信应用。电路交换非常适合语音通话
  • 数据包不会以有组织的方式移动,应提供序列号以标识每个数据包;电路交换为通道提供最高优先级,从而为用户提供最佳体验
  • 在这种交换中,由于数据包在多条路径上路由到达目的地,因此每个节点的复杂性很高,从而导致数据丢失或数据包传递延迟。电路切换确保没有数据丢失
  • 这种交换需要附加的安全协议来保护数据,从而导致实施成本的显着增加。电路交换具有用于一种服务和一条单独路线的专用信道。

常见问题

1)什么是数据包交换?

数据分组交换是一种用于以分组形式在网络上传输数据的方法。数据分为长度可变的小单元,称为数据包。每个包含数据的数据包都随网络一起传输。

2)谁发明了分组交换?

美国科学家“保罗·巴兰”(Paul Baran)在1960年探索了分组交换的概念。1965年,唐纳德·戴维斯(Donald Davies)开发了类似的路由概念,并将其命名为分组交换。

3)有哪些切换技术?

交换技术分为三种:数据包交换,电路交换和消息交换。

4)切换是什么意思?

交换是一种技术,节点可以通过该技术控制或交换数据,以确保数据在网络上的给定点之间传输。

5)什么是无连接数据包交换?

无连接分组交换通常被称为数据报交换。在此,消息被破坏并分为多个包。每个数据包都有一个源地址和目标地址,可以通过网络独立传输。由于拥塞,排队等原因,数据包由中间节点异步转发,因此遵循不同的路由。这些数据包以不同的顺序到达目的地,并且目的地确保重组同一文件的数据。

在本文中我们讨论了分组交换的概念。讨论了具有各种优点和缺点的两种分组交换技术,使读者理解这将是用于连续有效通信的最佳技术。现代数据包交换的一个简单示例是使用WAN的电子邮件和网页,而普通电话服务被视为电路交换技术的示例。

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