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张小明 2025/12/26 14:52:16
保定网站排名,网页设计网站怎么做特效,志鸿优化设计,青岛门头设计制作这里就分组交换和电路交换的区别、联系以及传输速度比较方面做一些梳理。一、核心区别特性电路交换分组交换核心思想独占路径。通信前需建立一条端到端的专用物理电路#xff08;或信道#xff09;。共享与存储转发。数据被分割成分组#xff0c;每个分组独立传输#xff0…这里就分组交换和电路交换的区别、联系以及传输速度比较方面做一些梳理。一、核心区别特性电路交换分组交换核心思想独占路径。通信前需建立一条端到端的专用物理电路或信道。共享与存储转发。数据被分割成分组每个分组独立传输共享网络资源。建立阶段必须有。呼叫建立阶段进行电路预留。通常没有。可直接发送数据。资源分配静态分配固定带宽。电路一旦建立其资源带宽就被独占即使空闲他人也无法使用。动态分配按需使用。资源在多个用户/连接间共享。只在发送分组时才占用资源。传输方式连续比特流。数据以固定速率、连续的方式通过已建立的电路传输。离散分组。数据被分成带地址的分组可能经过不同路径按需排队转发。延迟类型建立延迟 传播延迟 传输延迟。建立后数据几乎无排队和处理延迟。传输延迟 传播延迟 排队延迟 处理延迟。排队延迟是主要变数。可靠性电路故障会导致通信完全中断。网络更具弹性。某条路径故障分组可绕行。典型代表传统电话网PSTN。互联网IP网络、以太网。计费方式通常按连接时间和距离计费。通常按流量或带宽计费。二、主要联系尽管两者设计哲学不同但在现代网络中并非完全割裂。技术融合底层使用电路交换许多承载互联网流量的长途骨干网实际上使用基于电路交换的光传输网络如SDH/DWDM来提供高带宽的“管道”。在这里分组交换网络可以看作是运行在电路交换基础设施之上的“应用”。虚拟电路分组交换中的虚电路如MPLS、ATM借鉴了电路交换的思想。它在分组交换网络中预先建立一条逻辑路径所有分组沿此路径顺序传送从而提供类似电路交换的稳定性和顺序性但底层资源仍是共享和统计复用的。共同目标都是实现数据通信的交换技术旨在高效、可靠地将数据从源端传送到目的端。分层共存在现代通信系统中它们常在不同层级协作。例如你的4G/5G手机在接入网络时控制信令可能使用电路交换思想来分配资源而实际的数据传输上网则采用分组交换。三、传输速度比较这是一个关键且容易误解的点。不能简单地说“谁更快”而要根据场景分析。1. 理论效率与吞吐量分组交换统计复用通常具有更高的整体网络资源利用率。因为多个用户可以共享带宽当某个用户暂停发送时其资源立即被其他用户的分组使用。这使得在相同的总带宽下分组交换网络能承载更多的总数据量总吞吐量。电路交换的资源利用率可能较低因为专用电路在静默期如通话中的停顿资源也被浪费。2. 单次传输的延迟与稳定性电路交换一旦建立连接后续数据的传输延迟是稳定、可预测的主要是物理传播延迟和固定速率的传输延迟。非常适用于对延迟敏感、需要恒定速率的实时流量如传统语音、视频会议。分组交换延迟是可变、不可预测的主要取决于网络中的排队延迟。当网络拥塞时分组在路由器中排队等待会导致延迟增加和抖动延迟变化。这对于突发性的数据通信如网页、邮件效率高但对实时性要求高的应用可能带来问题需要通过QoS等机制来缓解。3. 关键场景对比场景A长时间、连续的大文件传输如两部主机间持续传输电路交换如果独占了一条高速电路其速度稳定性能不错。分组交换如果网络不拥塞它能充分利用所有可用带宽速度可能很快。但如果网络中有其他流量竞争其可用带宽会动态变化速度可能不稳定。结论在轻负载网络下两者可能表现相近在通常负载或重负载的网络下电路交换的稳定带宽占优但分组交换的整体网络效率更高。场景B突发性、间歇性的数据传输如网页浏览、即时通讯电路交换极端低效。为了每次短暂的通信都要建立和拆除独占电路资源浪费严重整体感知速度慢。分组交换天生适合。需要时发送分组发完即释放资源给他人。整体网络和用户感知速度都更快。结论分组交换显著优于电路交换。4. 两种交换的总结对比维度电路交换分组交换适用场景恒定速率、实时性要求高的传统语音、视频流。突发性强、容忍延迟变化的互联网数据业务。传输速度特点速度稳定、延迟确定但整体网络资源利用率低。峰值速度可能很高、平均吞吐量大但延迟可变、有抖动受网络拥塞影响大。现代地位作为底层传输技术或特定领域如部分电信核心网存在。绝对主导是互联网的基石。简单来说对于恒定流电路交换像租用一条专属高速公路车道——不堵车但昂贵且可能空置分组交换则像和大家一起使用所有车道——更经济车多时网络拥塞会堵车车少时则非常顺畅。现代网络通过智能交通管理TCP拥塞控制、QoS等让“共享车道”体系既能处理海量数据也能为紧急车辆语音、视频开辟临时优先通道。四、融合设计的可能性与思路现代网络早已不是“二选一”的战场而是走向深度融合。融合的核心驱动力是如何在一个高效、经济的共享基础设施分组/IP网络上提供类似电路交换的确定性服务质量和体验。融合设计主要沿着以下几个思路展开。思路一在分组网络中模拟电路行为 —— “软化”的电路此思路的核心是在分组交换的架构上通过协议和控制机制创建出具有电路交换特性的逻辑通道。虚电路Virtual Circuit, VC代表技术有X.25, ATM, 多协议标签交换MPLS。融合思路可以在数据传输前通过网络信令建立一条逻辑路径虚电路。所有数据包沿此预设路径顺序传送网络设备如ATM交换机、MPLS路由器只需根据简单的虚电路标识如VPI/VCI、Label进行高速转发无需复杂的IP查找。优势提供连接性与顺序保证像电路交换。资源可统计复用底层物理资源仍被多条虚电路共享像分组交换。服务质量QoS方面更容易在建立阶段预留带宽、管理拥塞。应用运营商骨干网、企业专线如MPLS VPN。它为关键业务提供稳定、可预测的“管道”。资源预留与流量工程代表技术有RSVP-TE基于流量工程的资源预留协议、SDN软件定义网络。融合思路可以为特定的数据流如视频会议流显式地预留网络路径上的带宽和缓冲区资源。SDN控制器拥有全局网络视图可以像“交通总指挥”一样计算最优路径并下发流表强制特定流量走特定路径并保障其资源。优势是在IP/以太网底层上实现了近似物理电路的硬性资源保障确定性极高。应用场景是数据中心内部互联、5G网络切片中的关键业务承载。思路二在电路网络中承载分组业务 —— “硬化”的管道此思路的核心是利用电路交换网络稳定、高带宽的特性作为分组网络的可靠底层承载网。分组 over 电路IP over Optical代表技术有IP over SDH/SONET, IP over DWDM密集波分复用。融合思路可以在物理光纤上通过DWDM技术划分出数十上百条独立的光波长通道。每个波长通道就是一条高速的“光电路”。然后将分组网络IP/MPLS直接运行在这些大容量的光电路之上。优势为分组网络提供了超高速、低延迟、物理隔离的底层管道。简化网络层次提高传输效率。应用场景是互联网和电信运营商的国家/国际骨干网。这是最典型的“分组交换跑在电路交换之上”的融合架构。思路三动态混合与智能调度 —— “智慧”的融合这是最前沿的思路旨在根据业务需求动态、智能地分配“电路式”和“分组式”资源。网络切片Network Slicing核心场景是5G网络。融合思路可以在一个共用的物理网络基础设施包含无线、传输、核心网上利用虚拟化、SDN、NFV等技术逻辑上切分出多个独立的、功能特性各异的虚拟网络。eMBB切片增强移动宽带主要采用高效的分组交换服务大流量业务。uRLLC切片超高可靠低时延通信会采用类似资源预留、优先调度、简化协议栈甚至定制化帧结构的方式提供电路级的确定性和低延迟服务于工业控制、远程手术。mMTC切片海量机器类通信采用极简、轻量的分组传输。本质是在一个架构内通过软硬件资源的灵活组合同时为不同业务提供“分组式”或“电路式”的服务体验。确定性网络DetNet, Time-Sensitive Networking代表技术有 IEEE 802.1 TSN时间敏感网络 IETF DetNet确定性网络。融合思路可以在传统以太网典型的分组网络中引入时间同步、调度整形、帧抢占和资源管理机制。时间感知整形器能为关键流量安排精确的发送时间窗口就像为火车安排时刻表。帧抢占则允许高优先级帧中断正在传输的低优先级长帧极大降低排队延迟。目标上在共享的以太网上实现微秒级延迟和极低抖动达到与传统工业总线或电路交换媲美的确定性。应用场景是工业自动化、车载网络、航空航天。五、融合设计的全景图融合层次设计思路代表技术目标与效果协议层融合在分组网络中模拟电路MPLS, ATM提供逻辑连接、流量工程和更好的QoS。承载层融合用电路网络承载分组IP over DWDM为分组业务提供高速、稳定的物理管道。控制层融合智能全局调度与预留SDN, RSVP-TE集中控制为特定流提供端到端的资源保证。架构级融合按需动态创建虚拟网络5G网络切片一网多用同时提供分组型、电路型等不同服务。链路级融合增强分组网络的确定性TSN, DetNet在共享介质以太网上实现硬实时传输。总之分组交换与电路交换的融合是网络技术发展的必然。纯粹的电路交换因效率问题退居底层纯粹的分组交换因不确定性问题难以满足所有需求。未来的网络是“分组为体电路为用”的智能融合体“体”以分组交换IP/以太网作为普适、高效、灵活的通用承载平台。“用”通过一系列创新技术SDN、NFV、TSN、切片等在需要时为特定应用动态赋予其“电路交换”的确定性属性。这种融合设计实现了鱼与熊掌的兼得既保持了分组交换的统计复用和高效率又能按需提供电路交换的稳定性和低延迟从而支撑从消费互联网到工业互联网、从海量数据到关键任务的全业务场景。
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