TCPIP协议与网络互连
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2
4.3 TCP/IP协议与网络互连
什么是电路交换?
中继线 A 用户线
( 交换机 C(
D(
交换机
中继线 交换机
交换机 B
(
用户线
电路交换的过程:
建立连接 通信 释放连接
应用:电话通信
分析:
通话全过程中用户始终占用端到 端的传输信道
由于计算机数据传输具有突发性, 不适合计算机数据通信
A B
1 2 3 4
交 换 机
1 2 3
51 4
高速数字通信干线
1交 2换 3机
1 2 3 4
H
42 5
1 2 34
交换机3
12345
CD
1 2 34
交换机4
12345
EFG
例1:计算机C发送数据 包给计算机H 例2:计算机A发送数据 包给计算机G
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4.3 TCP/IP协议与网络互连
分组交换机中的存储转发过程
不同的分组交换网,基于不同的技术,采用 不同的协议:
物理层:
不同的传输介质 不同的信号编码方法 不同的拓扑结构
不同的物理层协议, 需使用不同的介质和 发送/接收电路
链路层:
不同的编址方法和分组(包)格式 不同的链路层协议,
不同的共享介质方法
需使用不同的网卡
不同的差错检测与处理措施 和分组交换机
11
所有包都经同一路径顺序传送,每个包的头部只需标明使用哪一 条“连接”进行传送,不需要再包含目的计算机的地址
优点:提高可靠性
32
1
注:虚电路只是一条逻辑上的连接,
并不是真正建立了一条物理连接
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(面向连接服务4.3 )TCP/IP协议与网络互连
4.3.2 网络分层结构 与TCP/IP协议
(1)网络的分层结构 (2) TCP/IP协议(栈)
H1 A
H3
7
H4 D
注意分组路径的变化!
H6
E
H2 向 H6 发送分组
C
H5
H1 向 H5 发送分组
分组交换网
4.3 TCP/IP协议与网络互连
实现分组交换的关键设备:
——分组交换机
…
…
… …
输
123
入
分
输入端口
组
123
交换结构
分组处理 转发表
321
输
出
输出端口
分
组
321
路由表及 路由选择协议 分组交换机的任务是:负责包(分组)的转发 分组交换机的工作方式是:存储转发 + 路由选择 分组交换机的工作过程: 1. 从输入端口收到一个包后,放入缓冲区, 2. 检查数据包的目的计算机地址,查转发表,决定该送哪个输出端口进行 转发 3. 把包从输入缓冲器中取出,送到相应输出端口的缓冲区中排队 4. 输出端口每发送完一个包,就从自己的缓冲区中提取下一个包进行发送
▪ 利用公共电话网以分组交换方式进行数据传输
中速:使用光纤作为传输介质
▪ 帧中继交换网 (传输速率可达2Mbps)
中高速:使用光纤作为传输介质
▪ SMDS(交换多兆位数据服务网) ▪ ATM 广域网 (155Mbps或者更高)
因特网(Internet)
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4.3 TCP/IP协议与网络互连
小结:不同分组交换网的比较
校验
地址
地址
号
有效载荷(传输的数据)
信息
分组交换示意:
发送方将 数据分成 3个包
32 1
321
不同的包在不同 链路上进行传输
4
(a)
1 3
2 (c)
3 2
表示分组交换机
1
(b)
3
1
2
321
(d)
到接收方 后,再将 收到的包 按顺序组 合在一起
4.3 TCP/IP协议与网络互连
分组交换与存储转发的过程
4.3.1 分组交换原理
1
4.3 TCP/IP协议与网络互连
通信系统中“交换”的含义
“交换”(switching)的含义就是转接——把一条 链路转接到另一条链路,使它们连通起来
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
常用的交换方式:
电路交换 分组交换
交换机
4.3 TCP/IP协议与网络互连
附:分组交换网的2种通信方式
无连接服务
通信过程中,双方不需要预先建立连接,所传输的数据包未必都
经过相同的路径进行传输 优点:灵活方便,比较迅速 缺点:不能防止包的丢失、重复或失序
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2
面向连接服务(虚电路方式)
(无连接服务)
先建立连接,再进行数据传输,全部传输完毕后再释放连接
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4.3 TCP/IP协议与网络互连
分组交换技术的优点和问题
优点:
高效 动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用。 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组。 可靠 保证可靠性的网络协议;分布式的路由选择协议使网络有
很好的生存性。
分组交换带来的问题:
在在交H最在2交换后交换机到换机达A机CH暂目4E暂存的暂存主存机 H5 交换机 查查找查找转找转发转发表发表D表
找找到找到转B到转发转发的发的端的端口端口口
主机
H1
E
A
H1 向 H5 发送分组
H6
H5 C
H3
分组交换网
6
4.3 TCP/IP协议与网络互连
分组交换网中传输路径的变化
H2 交换机
B 主机
分组在各结点存储转发时需要排队,这就会造成一定的时延。 分组必须携带的首部(里面有必不可少的控制信息)也造成了一
定的开销。
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4.3 TCP/IP协议与网络互连
分组交换技术的应用
几乎所有数据通信网都采用分组交换技术:
交换式以太局域网、移动通信网(手机) 公用数据网(传统的广域网)
低速:X.25公共分组交换网(传输速率仅64kbps)
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4.3 TCP/IP协议与网络互连
Fra Baidu bibliotek
(1)网络的分层结构
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4.3 TCP/IP协议与网络互连
计算机网络为什么要划分层次?
例:主机甲通过网络向主机乙传送文件
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4.3 TCP/IP协议与网络互连
什么是分组交换(Packet Switching)?
分组交换的要点:
被传输的数据必须划分为若干“分组”(packet, 简称“包”)进行传 输
每个分组中必须包含收发双方的地址 每个分组由分组交换机进行处理、存储和转发才能送达目的地
每个分发送组计的算机格式目的如计下算机: 编
1. 发送数据的计算机将包发给它所连接的分组交换机 2. 交换机每收到一个包,就检查该包的目的地地址:
若数据包目的地是直接与之相连的计算机,交换机就将包发往该计算机 若目的地不是本分组交换机上的计算机,则选择一个输出端口,通过连接该
端口的高速数字线路转发给另一台交换机(如果线路忙,则可放在对应的缓 冲器中排队等候) 3. 下一台交换机收到数据包之后,重复过程2直到数据包到达目的计算机为止