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3.4.1 基本操作

《无线通信网络与系统》第3章通信网络,本章对通信网络的各种方法进行了一个概述。本章首先基于地理覆盖范围对不同类型的网络进行了讨论。然后,分别对电路交换和分组交换网络进行了研究。本节为大家介绍基本操作。

作者:朱磊/许魁 译来源:机械工业出版社|2017-11-16 16:08

3.4.1 基本操作

一个台站需要通过分组交换网络发送一个比最大数据包大小更大的消息。因此,它将该消息分解成多个数据包,每次给网络发送一个数据包。但问题是网络将如何处理这条数据流中的数据包,因为它试图通过网络路由它们并将它们传送到预定的目的地。当代网络使用两种方法:数据报和虚电路。

在数据报方法中,独立处理每个数据包,不参考先前发送的数据包。此方法如图3-7所示。每个节点选择数据包路径上的下一个节点,同时考虑从相邻节接收到的关于流量、线路故障等信息。因此,每一个具有相同目标地址的数据包,并不都遵循相同的路径(见图3-7c),数据包可能以乱序到达出口节点(见图3-7d)。在这个例子中,出口节点恢复数据包原来的顺序并将它们传送到目的地(见图3-7e)。在一些数据报网络中,重新排序在目的地进行,而不是在出口节点。可能还出现一个数据包在网络中被破坏。例如,如果一个数据包交换节点瞬间崩溃,那么它的所有数据包都是可能丢失。而且,需要由出口节点或目的地来检测数据包的丢失,并决定如何恢复它。在这种技术中,每个独立处理的数据包称为一个数据报。

对于虚电路方法中,在任何数据包发送之前建立一个预设的传输路径。一旦建立了该路径,通信双方之间的数据包将遵循相同的路径通过该网络,如图3-8所示。由于该路由在逻辑连接的持续时间内是固定的,所以它有点儿类似于电路交换网络中的电路,因此称为虚电路。每个数据包都包含一个虚电路标识符以及数据。在预先设定的路由中,每个节点知道如何转发数据包,因此不需要路由决策。任何时候,每个台站都有多条到任何其他台站的虚电路,也可以有到多个台站的多条虚电路。

因此,虚电路技术的主要特点是,台站之间的路由是在数据传输之前建立的。请注意,这并不意味着这是一个类似于电路交换的专用路径。数据包仍然在每个节点进行缓冲,并在一条线路上排队输出。与数据报不同的是,在虚电路中,节点不需要为每个数据包选择路由。使用虚电路只需要为所有数据包选择一次路由。

如果两个台站希望在一个较长的时间段内交换数据,则虚电路有一定的优势。首先,网络可以提供与虚电路有关的服务,包括排序和差错控制。排序是指,因为所有数据包遵循相同的路径,所以它们会按照原来的顺序到达。差错控制是不仅保证数据包按顺序到达,而且保证数据包正确到达的一种服务。例如,如果一个从节点4到节点6的数据包序列最终未能到达节点6,或者到达时存在错误,则节点6可以请求来自节点4的重传(如图3-3所示)。另一个优点是,使用虚电路数据包应该能够更快速地进行网络传输,这是因为没有必要在每个节点上对每个数据包进行路由选择。

数据报方法的优点之一是,其避免了呼叫建立阶段。因此,如果一个台站仅需要发送一个或几个数据包,则数据报传输将更快。数据报服务的另一个优点是,因为它更原始、更灵活。例如,如果网络的一部分发生拥塞,则传入的数据报可以通过路由远离拥塞。使用虚电路,数据包的传输遵循一个预定义的路由,因此更难以适应网络拥塞。第三个优势是数据报传输更加可靠。使用虚电路,如果一个节点发生故障,则通过该节点的所有虚电路都将丢失。使用数据报传输,如果一个节点发生故障,后续的数据包可能会发现另一条路径,从而绕过该节点。


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