数据传输方式

电路交换

  • 整个比特流完整连续地从起点到终点。必须经过“建立连接”——>“通话”——>“释放连接”的过程。

    优点:

    • 通信双方独占线路,传输数据时的时延小,在连续传输大量数据时效率高。
    • 连接建立后双方可以随时进行通信,有较高的实时性。
    • 双方通信时按顺序发送数据,不存在失序问题。
    • 既适用于传输模拟信号,也适用于传输数字信号
    • 交换设备及控制简单

      缺点:

    • 连接建立时间较长

    • 因为物理通路被独占,在通路空闲时,通信效率低
    • 在通信双方硬件及软件规格不一时,可能无法进行通信
    • 难以进行差错控制

      报文交换

  • 报文先传送到相邻节点并存储下来,查找转发表,将其转发到下一个节点。

    优点:

    • 无需先建立一条专用通路,没有连接建立时延
    • 可以实现数据校验与重发,同时可以自由选择路径,有 较强的可靠性
    • 存储转发可以实现高效率的数据转化,同时每一段可以分别调节传输速度,方便于实现不同规格的终端之间的通信。
    • 同一报文可以传输给多个目标
    • 能实现优先级控制

      缺点:

    • 数据需存储转发,会有很大的时延(包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等),导致实时性较差。

    • 报文交换只能传输数字信号
    • 报文的长度没有限制,这要求每个节点都要能同时缓存多个报文,对缓冲区的大小和读取速度有很大的要求,大大增加了成本

      分组交换

  • 发送端将报文分成多个固定大小的分组,添加包头,分别传送到相邻节点,存储后查找转发表并转发。

    优点:

    • 高效,在传输过程中动态分配带宽,逐段占用链路
    • 灵活,为每一个分组独立地选择合适的转发路由
    • 迅速,以分组为传送单位,可以不建立连接就向其它主机发送分组
    • 可靠,有保障可靠性的网络协议。得益于分布式多路由的分组交换网,网络有很好的生存性
    • 后一个分组的存储和前一个分组的转发可以同时进行,减少了报文的传输时间,减少了对缓冲区的要求
    • 每一段分组较小,减少了出错率,同时由于分组,每次重发的数据量大大减少,提高可靠性的同时减少了传输时延
    • 分组短小,同时使用了优先级策略,在计算机之间突发性通信时,能够获得更好的表现

      缺点:

    • 存储转发需要排队,带来了一定的时延

    • 每个分组都必须加上的头部也带来了一定开销
    • 无法保证通信时端到端的带宽
    • 整个分组交换网需要专门的管理和控制机制

      服务种类:

    • 虚电路

      • 永久型虚电路
      • 交换型虚电路
    • 数据报

      性能指标

      速率

  • 数据传输 - 图1

  • 数据传输 - 图2

    带宽

  • 某个信号具有的频带宽度 以Hz为单位

  • 网络中某通道传送数据的能力 bit/s

    吞吐量

  • 在单位时间内通过某个网络的实际的数据量

  • 受网络的带宽或网络额定速率影响

    时延

  1. 发送时延(传输时延)
    • 数据帧长度(bit)/发送速率(bit/s)
  2. 传播时延
    • 信道长度(m)/电磁波在信道上传播速率(m/s)
    • 空气:数据传输 - 图3
    • 铜线:数据传输 - 图4
    • 光纤:数据传输 - 图5
  3. 处理时延
  4. 排队时延
  5. 时延带宽积

    • 传播时延x带宽

      往返时间RTT

    • Round-Trip Time

      有效数据率

    • 数据长度/(RTT+发送时间)

      利用率

  6. 数据传输 - 图6

    1. D表示当前时延
    2. 数据传输 - 图7表示空闲时时延
    3. 利用率到达时延1/2时,时延加倍
    4. 以太网中不一样
  7. 以太网中的信道利用率

    传输效率

    • 指在传输过程中有效数据和传输的总数据之间的比值

      非性能特征

  8. 费用

  9. 质量
  10. 标准化
  11. 可靠性
  12. 可拓展性和可升级性