分组交换采用什么技术-晟辉智能制造

核心思想：存储转发

这是分组交换最基本、最核心的技术，它的意思是：

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分而治之：将大的数据块（比如一个完整的文件或一个长的音视频流）分割成许多个较小的、固定或可变长度的数据单元，称为“分组”（Packet）或“包”。
独立传输：每个分组都带有自己的控制信息（如源地址、目的地址、序号等），形成一个独立的数据单元。
逐点处理：网络中的每个交换设备（如路由器）在收到一个完整的分组后，会先将其全部存入内存，然后读取其头部信息，查找转发表，确定下一个转发方向，再将其完整地发送出去。

与电路交换的对比：

电路交换（如传统电话）：先建立一条独占的物理连接，然后在这条连接上持续传输数据，传输期间连接始终被占用。
分组交换：不需要预先建立连接，数据被切成分组后，像“信件”一样，在网络上寻找各自的路径，可以共享链路和交换设备。

关键技术组件

除了“存储转发”这个核心思想，分组交换还依赖以下几项关键技术来实现其高效和可靠的数据传输：

分组与封装

分组：数据传输的基本单位，一个典型的分组结构包括：
- 首部：包含控制信息，是分组交换的“灵魂”，主要信息包括：
  - 源地址 和 目的地址：用于标识通信的双方。
  - 端口号：用于标识同一台主机上的不同应用程序（如网页浏览用80端口，邮件用25端口）。
  - 序号：用于接收方将失序的分组重新组装成原始数据。
  - 校验和：用于检测数据在传输过程中是否出错。
- 载荷：即用户要传输的实际数据。
- 尾部（可选）：有时包含帧结束标志等。

虚电路与数据报

这是分组交换网络的两种主要工作模式,它们决定了分组如何从源到达目的地。

数据报模式
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- 工作方式：网络层（如IP协议）为每个独立的分组做出独立的路由决策，每个分组都像一张独立的明信片，上面写着地址，但中间的邮局（路由器）不知道它前面或后面还有没有同一个人的其他明信片。
- 特点：
  - 无连接：发送方不需要预先建立连接。
  - 路由灵活：当网络拥塞或某条链路故障时，后续的分组可以自动选择另一条路径，非常灵活。
  - 可能失序：由于路径不同，先发送的分组可能后到达。
  - 开销小：不需要维护连接状态。
- 典型应用：互联网的核心——IP协议就是采用数据报模式。
虚电路模式
- 工作方式：在数据传输之前，先在源和目的之间建立一条逻辑上的连接（称为“虚电路”），这条路径上的所有路由器都会为这个连接创建一个表项，之后，所有属于该连接的分组都沿着这条预定的路径传输。
- 特点：
  - 面向连接：需要建立、维护和拆除连接三个阶段。
  - 保证顺序：因为所有分组都走同一条路径，所以不会失序。
  - 资源可预留：在建立连接时，可以为该连接预留一定的带宽等资源（虽然不一定保证）。
  - 开销较大：需要维护连接状态信息。
- 典型应用：X.25、帧中继、ATM等传统广域网技术，现代的MPLS（多协议标签交换）也借鉴了虚电路的思想。

动态路由算法

分组交换网络是动态变化的,链路可能会中断，网络流量会波动，网络中的路由器需要一种方法来动态地、智能地选择最佳路径。

作用：路由器通过运行路由算法（如RIP, OSPF, BGP等），收集网络拓扑和流量信息，计算出到达各个目的地的最佳路径，并维护在自己的转发表 中。
目的：实现网络的自愈能力和负载均衡，确保数据能够高效、可靠地传输。

流量控制与拥塞控制

流量控制：确保发送方的发送速率不会超过接收方的处理能力，防止接收方被“淹没”，通常通过滑动窗口等机制实现，是端到端的问题。
拥塞控制：当网络中的数据量超过了其处理能力时，会发生拥塞，导致分组丢失和延迟急剧增加，拥塞控制机制（如TCP的慢启动、拥塞避免等）用于检测拥塞并降低发送速率，以缓解网络压力，这是全局性的问题。

技术点	描述	作用
核心思想：存储转发	交换机收到完整分组后再转发。	实现了统计复用，提高了线路利用率。
分组与封装	将数据分割成带有首部和载荷的分组。	实现了多路复用和错误检测。
虚电路 / 数据报	两种不同的分组转发模式。	决定了网络是面向连接还是无连接，以及路由的灵活性。
动态路由算法	路由器动态计算最佳路径。	实现了网络的动态适应和自愈能力。
流量/拥塞控制	协调发送/接收速率，防止网络过载。	保证了数据传输的可靠性和网络的稳定性。