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三网融合的计算机网络体系结构之电路交换

时间:2019-11-14 07:57 作者:admin 分享到:
        计算机网络是三网融合中的核心技术。实际上,正是由于计算机网络从早期单纯的数据资源共享发展到目前大量的音视频传输,才得以产生” 三网融合” 的概念。本章以支撑Inte rnet 的TCP/ IP 协议集为主线 ,首先对数据交换技术、网络协议与分层、网络体系结构、参考模型等基础理论 进行较为详细的介绍,在此基础上深入介绍与分析 IP 、TCP 与 UDP 三大核心通信协议的工作原理 ,包括 IP 分组的格式、IP 地址的分类、划分子网与构造超 网、路由转发原理与路由算法、TCP 与 UDP 协议的特点、报文格式以及运输层连接管理与可靠传输的保障机制。最后介绍Internet 的两项新技术- IPv6 与下一代网络( NGN) 。
最初的数据通信往往通过直接在两个通信设备间建立物理连接来实现。随着 通信设备的增多 、设备间距离的增大,这种将每个设备间都直接互连的方式是不 现实的。我们可以在设备之间设置 一些互连的交换结点,并把设备连接到这些节点上。从某个设备发出的数据,通过从交换节点 到交换节点的转接、交换,最终被送达目的地。常用的数据交换技术有电路交换、报文交换和分组交换。在 1. X 中,我们曾经提到,现代计算机网络是以分组交换技术为基础构建的 。为了使读 者更加清晰地理解分组交换技术,我们首先对早期数据通信网中广泛使用的电路交换技术加以介绍,在此基础上讨论分组交换的特点。
       电路交换技术源千公用电话交 换网。我们考虑 一次完整的电话通信过程,在双方通话之前,首先要拨号建 立连接。当主叫用户的拨号信令通过多个中间交换机到达被叫用户所连接的交换机时,该 交换机就向被叫用户的电话振铃。在被叫用户摘机后,主叫端与被叫端之间就建立了一条连接,该连接为通话双方专用的 物理线路,在整个通话期间不会被其他用户所占用。当双方通话完毕挂机后,挂机信令告知交换机释放刚才使用的这条 物理线路 ,此时该线路才可以被其他 用户所使用。如图  所示为电路交换的示意图 。
从以上过程分析可以看出,电路交换方式的通信过程分为 3 个阶段“:电 路建
图      电路交换示意图
立" ------"数据传输"------"电路释放” 。 我们可以把建立的连接看作一个物理管道 ,在数据传输阶段,源端发出的数据以比特流的形式从源点直达终点。电路交换的本质特征是:在整个通信期间 ,通信双方独占端到端的通信线路。其带来的优点是无冲突、传输时延小、可靠性高、数据接收顺序与发送顺序完一全致,因此非常适用于实时大批量连续数据的传输。但其缺点也非常明显,在连接建立后,由于该物理线路是专用的,即使空闲,也不能被其他用户所使用。而计算机数据具有很强的突发性,被用户占用的通信线路在绝大部分时间里往往都是空闲的,但却不能被其他用 户所使用 ,从而造成严重的通信资源浪费。此外,当通信线路中的任意一条链路出现故障时,本次通信将会中断,需要重新建立连接,而该过程往往会引入较大的时延。
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