【计算机网络】关于分组交换和电路交换及其时延的讨论

1 分组交换

分组交换是以分组为单位进行传输和交换的,它是一种存储——转发交换方式。即将到达交换机的分组先送到存储器临时存储和处理,等到对应的输出电路有空暇时再送出。

2 电路交换

电路交换是以电路连接为目的的交换方式。通信之前要在通信两方之间建立一条被两方独占的物理通道。

电路交换的三个阶段:

(1)建立连接 (2)通信 (3)释放连接
在这里插入图片描述

3 关于时延

1、四种时延
四种时延包括发送时延、传播时延、处理时延和排队时延。

发送时延=数据块长度(bit)/数据率(bit/s)

传播时延=链路长度(m)/传播速率(m/s)

处理时延=网络结点存储转发处理时间

排队时延=网络结点缓存队列排队时间

注:发送时延也叫传输时延,因为传输时延容易与传播时延混淆,所以我们最好用发送时延。

2、四种时延产生的位置
在发射器中产生发送时延

在链路上产生传播时延

在结点中产生处理时延和排队时延

3、电路交换
总时延=电路的建立时延+发送时延+传播时延

电路交换没有存储转发,并且一直占有线路,所以没有处理时延和排队时延

4、报文交换
1.发送时延=报文长度/数据率

2.传播时延=链路长度/传播速率

3.排队时延=单个结点排队时延*结点数

4.处理时延=单个结点处理时延*结点数

5.一点感悟:

(1)报文交换含义:整个报文先传到相邻结点,全部存储下来后查找转发表,再转发到下一个结点。

(2)排队时延应为报文在所有结点排队时间的总和。

(3)处理时延应为报文在所有结点处理时间的总和。

5、分组交换
1.发送时延=报文长度/数据率+结点数(即链路数减一)*单个分组长度/数据率

2.传播时延=(分组总数n减一)*链路长度/传播速率+结点数(链路数k减一)*链路长度/传播速率=(n+k-2)*链路长度/传播速率

3.排队时延=仅仅需要计算最后一个分组的排队时延即可,前面分组的排队时延不用看

4.处理时延=

4 电路交换和分组交换的时延比较

试在下列条件下比较电路交换和分组交换。

要传送的报文共x(bit),从源站到目的站共经过k段链路,每段链路的传播时延为d(s),数据率为C(bit/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit),且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下,分组交换的时延比电路交换的要小?

答:对电路交换,当t=s时,链路建立;

            当t=s+x/C,发送完最后一bit;
            当t=s+x/C+kd,所有的信息到达目的地。
            (kd-传播时延,x/C发送时延)

对分组交换,当t=x/C, 发送完最后一bit;

为到达目的地,最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发,
(发送时延:从发送分组的第一个比特算起,到该分组的最后一个比特发送完毕所需要的时间。最后一个比特这里很重要。

从源节点开始所有的分组都在最后一个分组的前面发送。换一句话说我们只需要算最后一个分组在k-1个节点上面的)

每次转发的时间为p/C,

所以总的延迟= x/C+(k-1)p/C+kd
(kd-传播时延,)

所以当分组交换的时延小于电路交换

x/C+(k-1)p/C+kd<s+x/C+kd时,

             (k-1)p/C<s
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