核心部分是互联网中最复杂的部分,因为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台主机都能够向其他主机通信。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器,它是一种专用计算机(但不叫做主机)。路由器是实现分组交换的关键构件,其任务是转发收到的分组。这是网络核心部分最重要的功能。为了弄清分组交换,下面介绍电路交换的基本概念:
1.电路交换的主要特点:
很早以前我们电话通话必须使用电话交换机来进行通话。
交换:就是按照某种方式动态的分配传输线路的资源。必须经过“建立连接----通话---释放连接”三个步骤。在通话的时间内,通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。
当使用电路交换来传送计算机数据时,其线路的传输效率往往很低。这是因为计算机数据是突发式的出现在传输线路上的,因此线路上真正用来传输数据的时间往往不到10%甚至1%。已被用户占用的通信线路资源在绝大部分时间里边都是空闲的。例如计算机正在进行处理而结果尚未返回时,宝贵的通信线路资源并未被利用而是白白浪费了。
2.分组交换的主要特点:
分组交换使用存储转发技术。通常,我们把一个报文划分为几个分组后再进行传送。在发送报文之前,先把较长的报文划分成为一个更小的等长数据段。例如每个数据段为1024bit。在每一个数据段前面加上一些必要的控制信息组成首部后,就构成了一个分组,也称为包。分组是互联网中传送的数据单元。分组中首部是非常重要的,正是因为分组的头部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息。每一个分组才能在互联网中独立地选择传输路径,并被正确的交付到分组传输的终点。
互联网的核心是由许多网络和它们互联起来的路由器组成的,而主机出在互联网的边缘部分。在互联网核心部分的路由器之间一般由告诉链路相连接,而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低的链路相连接。
位于网络边缘的主机和位于网络核心部分的路由器其实都是计算机,但是他们的作用却不同。主机是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器则是用来转发分则的,即进行分组交换的。路由器收到一个分组,先暂时存储一下,检查其首部,查找转发表,按照首部的目的地址,找到合适的接口转发出去,把分组交给下一个路由器。这样一步一步的以存储转发的形式,把分组交付最终的主机。各路由器之间必须经常交换彼此掌握的路由信息,以便创建和动态维护路由器中的转发表,使得转发表能够在整个网络拓扑发生即使变化和更新。
特点:分组交换在传送数据之前不必占用一条端到端的链路的通信资源。分组在哪段链路上传送才占用这段链路的通信资源。分组在传输时一段一段的断续占用通信资源,而且还省去了建立连接和释放连接的开销。因而,数据的传输效率更高。一共四个特点:
优点:
高效:在分组传输的过程中动态分配传输带宽,对通信线路是逐段占用。
灵活:为每一个分组独立的选择最合适的转发路由。
迅速:以分组作为传送单元,可以不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;分布式路由的分组交换网,使网络由更好的生存性。
缺点:
分组交换在个路由器存储转发时需要排队,这就会造成一定的延时。因此,必须设法减少这种延时。此外,由于分组交换不像电路交换那样通过建立连接来保证通信时所需的各种资源。因而,无法保证通信时端到端所需的带宽。
个分组必须携带控制信息也带来了一定的开销,整个分组还需要专门的管理和控制机制。
报文:通常我们把要发送的整块数据称为报文(message)。
包:在每一个数据段前面加上一些必要的控制信息组成首部后,就构成了一个分组,也称为包。
包头;分组的首部。