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
高效性:
动态分配带宽,多个连接共享链路资源,提高利用率。
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)。
可靠性:
通过校验、重传等机制保证数据完整性(如TCP协议)。
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
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。
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。