- 数据交换之报文、分组交换
报文交换（message switching）
什么是报文？
报文：源（应用）发送信息整体，比如一个文件，一个图像等。
报文交换是指在整个数据传输过程中，要以整个报文作为一个整体，一次性转发到下一个相邻节点上去。
最具有代表性的是早期的电报通讯方式。
分组交换（package switching）
把报文拆出若干个小的数据包，也就是分组。
- 分组：报文分拆出来的一系列相对较小的数据包。
就好像我们寄一封信，不能仅仅把信纸交道邮局，还需要在信封上写明目的地、收信人等信息。
- 分组交换需要报文的拆分与重组。
- 产生额外开销
分组交换:统计多路复用（Statistical Multiplexing）
并不是事先分配好，具有很强的随机性，看谁发的多少，故也称为统计多路复用。
存储-转发（store-and-forward）
报文交换与分组交换均采用存储-转发交换方式。
- 区别：
- 报文交换以完整报文进行“存储-转发”
- 分组交换以较小的分组进行“存储-转发”
报文交换 vs 分组交换
为了评价两种交换方式的优劣，我们看看传输延迟，通过时间方式来看看。
发送主机:
- 接收应用报文（消息）
- 拆分为较小长度为 L bits的分组（packets）
- 在传输速率为R的链路上传输分组
开始比较：
- 报文交换:
- 报文长度为M bits
- 链路带宽为R bps
- 每次传输报文需要M/R秒
- 分组交换:
- 报文被拆分为多个分组
- 分组长度为L bits
- 每个分组传输时延为L/R秒
例:
M=7.5 Mbits，
L=1500bits
M=5000L
R = 1.5 Mbps
- 报文交换:
- 报文交付时间=15 sec
- 路由器至少要 7.5M 的缓存
- 分组交换:
- 报文交付时间=5.002 sec
产生差别的原因：报文是串行，分组是并行。
分组交换的报文交付时间
例题
在下图所示的采用“存储-转发”方式的分组交换网络中，所有链路的数据传输速率为100 Mbps，分组大小为1 000 B，其中分组头大小为20 B。若主机H1向主机H2发送一个大小为980 000 B的文件，则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下，从H1发送开始到H2接收完为止，需要的时间至少是多少？
【解】980 000 B大小的文件需要分1000个分组，每个分组1 000 B。H1发送整个文件需要的传输延迟为(980 000+201000)8/100 000 000=80ms；根据路由选择本原理，所有数据分组应该经过两个路由器的转发，所以再加上最后一个分组的两次转发的传输延迟，即210008/100 000 000=0.16ms。所以，H2收完整个文件至少需要80+0.16=80.16ms。
分组交换 vs 电路交换
例:
1 Mb/s链路
每个用户:
“活动”时需100 kb/s
平均活动时间10%
- 电路交换:
- 10用户
- 分组交换:
- 对于35个用户, 大于10个用户同时活动的概率<0.0004
分组交换允许更多用户同时使用网络！
——网络资源充分共享
分组交换绝对优于电路交换？？
Internet就是分组交换~
- 分组交换适用于突发数据传输网络
- 资源充分共享
- 简单、无需呼叫建立
- 可能产生拥塞（congestion）: 分组延迟和丢失
- 需要协议处理可靠数据传输和拥塞控制
Q: 如何提供电路级性能保障?
例如，音/视频应用所需的带宽保障
