实验二 分组交换模拟

实验2 分组交换

2.1 学习目标

● 深入理解分组交换的工作原理

● 理解报文交换与分组交换的区别与联系

2.2 理论知识

1. 网络的二级划分

网络分为边缘部分和核心部分。边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。核心部分是由大量网络和连接这些网络的路由器组成，起特殊作用的是路由器(router)。网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据），为边缘部分提供服务（提供连通性和交换）。边缘部分的基本理论知识是通信双方的进程之间的两种通信方式：客户/服务器方式和对等连接方式。核心部分的基本理论知识是分组交换以及路由器的存储转发机制。

2. 分组交换

（1）什么是交换？

从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

主机A 核心部分 主机D 主机C 主机B 该传输线路采用动态分配的方式。

（2）什么是分组？

在发送端，先把较长的报文(message)划分成较短的、固定长度的数据段。每一个数据段前面添加上首部构成分组。分组的首部都含有地址等控制信息。

（3）路由器处理分组的过程（存储转发方式）

●把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；

●读出分组首部中的目的地址信息，查找转发表，找出到该目的地址应从

哪个端口转发；

●把分组送到适当的端口转发出去。

（4）分组交换知识点

●分组交换网以“分组”作为数据传输单元。

●每个分组被单独传送；每个分组所走的路线可能不同；到达目的端的顺

序可能会与发送顺序不同。

●分组交换技术允许网络上的任一台主机在任何时候都能发送数据。从而

保证了每台主机在任意给定的时刻都能公平地分享网络线路。

2.3 实验步骤

1. 进入实验平台

（1）打开实验二文件夹下的“分组交换.htm”。如果IE浏览器提示如下：

需要右击黄色部分，选择“允许阻止的内容”。如果IE中没有JA V A控件，需要安装。点击实验二文件夹下的“JavaSetup6u16.exe”进行安装。

（2）安装完成后，该页面显示如下：

在这个程序中有四个标志：源端（记为A），目的端（记为D），以及中间两

个存储转发的交换机。每一个从源端发送的数据包在到达目的端之前必须经过三条链路。每一条链路的传输速率为4kbps，并可选择是否有时延。

每一个小的矩形代表1kbit的数据。当你点击开始键时，这个分组首先被发送到第一个交换机，然后经过存储转发到达第二个交换机，依次往下，最终到达目的端。

2. 分组交换过程模拟

（1）对实验中的参数做如下设置：

Message Size：16kb

Packet Size：8kb

simulation speed调至中央即可。

请计算在这样的参数设置下，报文从源端传输到目的端所需要的时间是多少？相互讨论计算方法。

完成后，点击”start”按钮，模拟整个传输过程。至报文发送完成后，查看time elapsed的取值，将自己的计算结果和该结果进行对照。

（2）修改上述设置

现对上述设置做小的修改，将Packet Size由8kb改为2kb，再次计算时延值，并

通过实验平台进行模拟，对照计算结果。

回答该问题：

在报文长度相同的情况下，只考虑发送时延，分组长度越小，时延越小？

（3）若将参数设置如下：

Message Size：16kb

Packet Size：5kb

报文的分组情况如何？总的时延又是多少？这种情况下，是否会有分组的排队情况？

3. 传播时延对总时延的影响

在Optional Propagation Delay（传播延迟）处，有三个多选框，分别对应三条链路。现任选一个，如选择L2，在保证其他设置不变的情况下，查看时延值的变化。

4. 报文交换过程模拟

要模拟报文交换过程，只需将报文长度和分组长度设置为相同即可。如下述设置：Message Size：16kb

Packet Size：16kb

查看时延值的变化。

2.4 实验结论

在相同的实验条件下，采用报文交换方式的传输交换时延比分组交换更大。当采用分组交换方式时，将一个分组划分为两个分组的时延，较划分为八个分组的时延要大。

因此，采用分组交换技术比采用报文交换技术所需要的时间少；在采用分组交换技术的情况下，一个报文划分的分组数越多，传输交换所需要的时间就越少。试对该结论进行分析。

2.5回答问题

该实验的模拟过程中选用了三条链路，如果将链路数减至一条链路，试分析上述实验结论正确吗？在报文的长度和分组的长度保持不变的情况下，中间链路数越多，传输交换所需要的时间会越大还是越小？