网络通信中分组交换有哪些典型的技术

分组交换是一种将数据分割成多个小块(称为“分组”或“包”)进行传输的通信方式。每个分组包含有效载荷(数据)和头部(控制信息,如源/目的地址、序号等),分组通过网络独立传输,最终在目的地重组为完整数据。

分组交换的特点

  1. 高效性
    • 动态分配带宽,多个连接共享链路资源,提高利用率。
  2. 灵活性
    • 分组可独立选择路径,适应网络拓扑变化(如数据报方式)。
  3. 可靠性
    • 通过校验、重传等机制保证数据完整性(如TCP协议)。
  4. 适应性
    • 适用于突发性数据流量(如网页浏览、文件传输)。

典型分组交换技术

  1. 虚电路(Virtual Circuit, VC)
    • 特点
      • 通信前建立一条逻辑连接(虚电路),所有分组沿固定路径传输。
      • 分组按序到达,类似电路交换,但物理链路仍为共享。
      • 通过虚电路标识符(VCI)寻址,无需携带完整地址。
    • 应用:ATM(异步传输模式)、X.25、MPLS。
  2. 数据报(Datagram)
    • 特点
      • 每个分组独立路由,路径可能不同,导致乱序到达。
      • 分组需携带完整源/目的地址(如IP数据报)。
      • 无需建立连接,适合短时通信(如UDP协议)。
    • 应用:IP网络(Internet)、以太网。

虚电路 vs 数据报

特性虚电路数据报
连接建立需要预先建立逻辑路径无连接,直接发送
路径一致性所有分组走固定路径分组可能走不同路径
顺序保证分组按序到达可能乱序,需重组
寻址方式使用虚电路标识符(VCI)携带完整源/目的地址
可靠性通常由网络层保证(如ATM)通常由上层协议保证(如TCP)
适用场景长时间稳定通信(如视频会议)短时灵活通信(如网页浏览)

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  • ATM技术:基于虚电路,固定长度信元(53字节),支持QoS,用于早期宽带网络。
  • IP数据报:Internet的核心技术,通过路由协议动态选择路径,依赖TCP实现可靠传输。

分组交换是现代互联网的基础,其灵活性和高效性使其成为主流通信方式,而虚电路和数据报分别适用于不同场景的需求。