路由算法的比较及电路交换与包交换的优缺点
电路交换，报文交换和分组交换的优缺点
电路交换，报⽂交换和分组交换的优缺点
电话交换：在使⽤电话交换进⾏通话之前，必须先拨号建⽴⼀条连接，也就是⼀条专⽤的物理通路，这条通路在通话中只允许通话的两个⽤户使⽤，⽽不允许其他⼈使⽤。
优点：实现简单
缺点：建⽴⼤型⽹络时资源利⽤率不⾼，当⽤户⽐较多时，可能会出现通路短缺的情况。
报⽂交换：报⽂是通信链路中⼀次要发送的数据，报⽂交换就是把整个报⽂完整的发送到链路中，在某个节点存储下来之后再发送到下⼀个节点。
优点：相⽐电话交换，来说更加灵活。
不需要事先建⽴连接之后再进⾏通信。
缺点：当每个报⽂的数据量较⼤时，每次在节点处转发再存储的话时延较⼤。
分组交换：分组交换采⽤转发存储技术，将⼀个完整的报⽂，分成若⼲个分组，再进⾏转发，⽽且每个分组之间经过哪⼀个节点，与上⼀个分组完全没有关系，这⼀点在某些⽹络节点发⽣⽹络阻塞时会显得尤其重要。
优点：发送数据更加灵活，时延更下。
缺点：发送设备和接收设备就更加复杂。
电路交换与分组交换的区别
电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。
优点：①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。
②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。
③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。
④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。
⑤电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。
缺点：①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。
②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。
③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。
（2）报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点：优点：①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。
②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。
这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。
③通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。
缺点：①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。
1.2 电路交换和包交换技术
（网卡）发送时延/传输时延
发送时延/传输时延：使数据块从 节点进入传输介质所需要的时间。
发送 队列
传输链 路
29
发送时延 =
数据块长度
信道带宽 /发送速 率
数据块从第一个比特开始发送算起， 到最后一个比特发送完毕所需要的 时间。
数据块
信道传播时延
传播时延：信号在信道中传 播一定距离而花费的时间。
delay/latency:时延/延迟
丢包率：丢失的包与发送的全 部包的比率。
丢包率
丢包原因
• 交换机的队列长度有 限
• 包到达队列为满时将 被丢弃
• 被丢弃的包(可能)需 要重发
发送缓冲区 (包等待区域)
交换机
被转 发的 包
包到达时缓冲区 为满则会被丢弃
Lose rate：丢包
吞吐量
吞吐量：发送者和接收者之间传输数据获得的比特率。 瞬时速率：在给定点测得的速率
H5
H6
H7
H8
包交换技术的本质
H1
1.5Mbps
1.5Mbps
1.5Mbps
H6
1.5Mbps
1500 1
1500 2
1
1500 3
2
1
1500 4
3
2
1500 5
4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
0
1
2
1
3
2
1
4
并发传输特性：当第一个包抵达目的地、最后一个包尚未
时间
发出时，沿途每个交换机都在同时处理经过的每个包。
(秒)
包交换技术特性
H1
H2
H3
H4
入
境
交换技术的种类及优缺点
交换技术的种类及优缺点交换技术有三种，分别是：电路交换、报文交换、分组交换。
它们的优缺点：一．电路交换的优缺点：电路交换方式的优点是数据传输可靠、迅速，数据不会丢失，且保持原来的序列。
缺点是在某些情况下，电路空闲时的信道容量被浪费；另外，如数据传输阶段的持续时间不长，电路建立和拆除所用的时间就得不偿失。
因此，它适用于远程批处理信息传输或系统间实时性要求高的大量数据传输的情况。
这种通信方式的计费方法一般按照预订的带宽、距离和时间来计算。
二．报文交换的优缺点：报文交换的优点有如下几个方面：线路利用率高，信道可为多个报文共享；不需要同时启动发送器和接收器来传输数据，网络可暂存；通信量大时仍可接收报文，但传输延迟会增加；一份报文可发往多个目的地；交换网络可对报文进行速度和代码等的转换；能够实现报文的差错控制和纠错处理等功能。
报文交换方式的缺点：中间节点必须具备很大的存储空间；由于“存储－转发”和排队，增加了数据传输的延迟；报文长度未作规定，报文只能暂存在磁盘上，磁盘读取占用了额外的时间；任何报文都必须排队等待：不同长度的报文要求不同长度的处理和传输时间，即使非常短小的报文（例如，交互式通信中的会话信息）；当信道误码率高时，频繁重发，报文交换难以支持实时通信和交互式通信的要求。
三．分组交换的优缺点：“分组交换”（Packet Switching）与“报文交换”技术类似，但规定了交换机处理和传输的数据长度（称之为分组），不同用户的数据分组可以交织地在网络中的物理链路上传输。
是目前应用最广的交换技术，它结合了线路交换和报文交换两者的优点，使其性能达到最优。
报文交换的缺点是由报文太长引起的，因此分组交换的思想是限制发送和转发的信息长度，将一个大报文分割成一定长度的信息单位，称为分组，并以分组为单位存储转发，在接收端再将各分组重新组装成一个完整的报文。
分组交换试图兼有报文交换和线路交换的优点，而使两者的缺点最少。
计算机网络简答题和论述题
计算机网络题库中简答题与综合题大全1.简述电路交换、分组交换、报文交换的优缺点电路交换必须经过“建立连接——〉通信-—〉释放连接”三个步骤，在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的固定传输带宽，当其中的一段链路出现故障,则整个通信电路就要中断.分组交换具有高效,灵活,迅速,可靠等特点，在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路逐段占用，每个结点均有智能,为每一个分组独立地选择转发路由,以分组作为传送单位,可以不先建立连接就能向其他主机发送分组，网络使用高速链路，完善的网络协议，分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性。
报文交换是不分组的分组交换，具有存储转发的优点.2.论述分组在网络上传输可能出现的延迟以及影响这些延迟的原因传输延迟：由带宽决定，是计算机节点发送数据到链路上所需要的时间传播延迟：数据从链路的一端到另一端所需要花的时间，由物理链路的长度和物理链路的传播速度决定.排队延迟,数据到达路由器的输入队列,等待路由器处理的等待时间,由网络拥塞程度决定节点处理延迟，路由器处理数据选择路由所花的时间,由路由器的性能决定3.请简述计算机网络TCP/IP体系结构的基本工作原理，包括如何分层，为什么分层，每层如何协同工作？计算机网络TCP/IP协议体系结构。
分为5层是目前internet的分层标准，即TCP/IP参考模型，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，(2分）每层功能上相互独立,下层对上层提供一个服务访问点，实现透明传输,网络协议分层有利于把设计问题划分成较小的易于处理的片断，当某一层的协议的改变不会影响其他的协议。
各层功能的描述:物理层:涉及到通信在信道上传输的原始比特流，这里的设计主要是处理机械的、电气的、过程的接口，以及物理层下面的物理传输介质问题.数据单元是比特。
数据链路层:指定在网络上沿着网络链路在相邻节点之间移动数据的技术规范，数据单元是帧，主要处理一段链路上的帧的可靠传输问题,以及解决流量问题，对共享信道的访问等问题.HDLC，PPP,等都属于这一层的协议.网络层：最关键的问题是确定分组从源端到目的端的路由,包括静态路由和一些动态路由协议，如RIP，OSPF,BGP等还包括IP地址的格式，ICMP协议,组播协议等。
电力企业中路由组网和交换组网的优缺点分析
电力企业中路由组网和交换组网的优缺点分析电力企业中路由组网和交换组网的优缺点分析摘要：相对于传统的双路由组网，多路由组网在安全性与可靠性上具有非常明显的优势。
为增强电力企业的网络安全性，通过对路由组网进行充分的研究与分析，找出其中的优缺点对于保证网络的畅通与安全具有十分重要的意义。
同样，电力交换组网在电网的安全生产中，增强电力调度的可操作性，提升电网运行的安全性等方面具有重要作用。
根据路由组网与交换组网在电力企业中的应用现状，对其优缺点进行分析，最后提出几点思考。
关键词：交换组网；路由组网；优缺点；分析做为在电力企业中占据重要地位的电力通信数据网络，低压配电网以其庞大的用户群、分布的广泛得到相关人士的青睐。
同时，路由组网和交换组网对于电力通讯系统的有效性与安全性具有重要保障作用。
为进一步提高电力通讯系统的强壮性，加强路由组网和交换组网的研究工作十分重要。
1 电力企业中交换组网的优缺点分析1.1 电力企业中交换组网的优点分析1.降低电力网络运营成本，促进网络进一步融合交换组网将数据网与移动网通过一定的技术手段，融合在同一网络平台中，从而实现交换组网的优势发挥。
交换组网为业务提供、控制以及管理搭建了统一的平台，并通过具有一致性的标准协议，从而使得不同的网关设备能够接入不同的用户群体。
同时，交换组网将先前相互独立的网络联合在一起，进而促进了电力系统网络的有机整合，增强了网络运行能力，降低了运行应成本。
而降低运行成本的技术手段也是非常多样的，例如使用统计时分复用技术、利用开放的接口以及协议、利用便于管理具有公共性质的传送平台，从而降低了员工技术培训费用，有力的保证了各种业务的服务水平的提高。
2.具有较高的性价比交换组网平台的开放性特点，使其能够接受多种技术与协议上的融合。
交换组网以现代信息技术为依托，通过计算机器件的合理使用，能够极大提高电力网络运行的性价比。
随着网络技术水平的提升，相对于传统的交换网络，现代的交换网在选择设备的供应商时，有了更多的选择余地。
交换机和路由器的比较
ARP: 工作过程：1首先每台主机都会在缓冲区建立一个ARP列表，以表示IP与MAC的对应关系。
2当有数据包发送时，会先检查ARP列表中是否存在该IP对应的MAC地址，如果有，则直接将包发送到这个MAC地址，3如果没有，就向本地网段发起一个ARP请求的广播包，网络中所有主机收到这个ARP包后，会先检查自己的IP是否与包中的IP地址一致，如果不一致则忽略，如果一致，则将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中（已存在的则覆盖），然后向发送端发送一个响应包，发送方收到该响应包后将接收方的IP 与MAC添加到自己的ARP列表中。
然后开始数据的传输。
协议：定义了在两个或多个通讯实体之间交换的报文格式和次序，以及在报文传输或接受或其他事件所采取的动作。
物理媒体：双绞铜线（LAN）、同轴电缆、光缆、无线电。
网络核心：路由器及连接它的链路。
接入网：把端系统连接到网络核心中。
电路交换和分组交换：在电路交换网络中，沿着端系统通信路径，为端系统之间通信所提供的资源在通信会话期间会被预留。
在分组交换网络中，这些资源则不被预留；会话的报文按需使用这些资源，可能导致等待接入通信线路。
对比: 电路交换（即时、电路、资源预留）、分组交换（比电路交换简单有效成本低、端到端时延变动不可预测不适合实时服务、资源共享、提供了比电路交换更好的带宽共享）。
统计多路复用（statistical multiplexing）:按需共享资源。
时延：1、处理时延：检查分组首部和决定将该分组导向何处；2、排队时延：在队列中当分组在链路上等待传输；3、传输时延：将所有分组推向链路所需要的时间；4、传播时延：从该链路起点到目的路由器传播所需要时间（速率取决于链路的物理媒体）。
传输时延和传播时延比较：传输时延是路由器将分组推出到链路所需时间，与分组长度和链路传输速率有关；传播时延是一个比特从路由器到路由器之间传播所需时间，与路由器之间距离有关。
计网简答题
1、试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点（1）电路交换：电路交换在通信之前双方之间建立一条被双方独占的物理通路，然后在通路上传输整个报文。
优点：通信线路为双方用户专用，数据直达，传输数据时延小；通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可随时通信，实时性强；双方通信时按发送数据传送数据，不存在失序问题；缺点：连接建立时间太长；用户始终占用端到端的通信资源，信道利用率低；电路交换时数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，不易进行差错控制；（2）报文交换：以携带控制信息地报文作为数据传输单元，采用存储转发技术，整个报文先传送到相邻节点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点；优点：不需要建立专用通路，不存在连接时延，用户可随时发送报文；收发双方可不同时处于可用状态，便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；一个报文可发送到多个目的地址，提供多目标服务；通信时不会一直占用资源，逐段占用，提高通信线路利用率。
缺点：存储转发技术会引起转发时延，而且通信量越大，时延就越大；实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据；只适用数字信号；存储报文时所需的缓冲区很大；（3）分组交换：采用存储转发技术，将较长报文划分为较短、等长且有首部的分组，然后把分组逐个独立地转发送出去。
优点：无需建立连接，分组存储和转发并发执行，大大减少了报文传输时间；动态分配带宽，对线路是逐段占用；为每个分组独立地选择最合适地转发路由；缺点：分组在各结点存储转发时需要排队，存在存储转发时延；各分组头部必须携带地控制信息一定程度上降低了通信效率；可能会出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的地时要进行排序，增加了工作量；若数据量很大，采用电路交换；若通信线路有很多段的链路组成或紧急通讯，采用分组交换；若要提高整个网络的信道通信利用率，采用报文交换或分组交换。
2、小写和大写开头的英文名字internet和Internet在意思上有什么区别internet（互连网）：是一个通用名词，泛指由多个计算机网络互联而成的网络。
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LS路由算法与DV路由算法的比较 徐雄博 20050830226 信息安全 2 班 摘要：当一个分组要从源主机带目的主机时，网络层必须确定从发送方到接受方的分组所采用的路径。选路算法的目的就是给定一组路由器以及连接路由器的链路，选路算法要找到一条从源路由器到目的路由器的“好”的路径，即具有最低费用的路径。根据算法是全局性的还是分布式的，选路算法可分为两种：具有全局状态信息的链路状态算法（link state algorithm, LS）以及分散式的选路算法距离向量算法（distance-vector, DV）。本文将通过对这两种算法的比较来找出两个算法在不同的情况下，每种算法的适应环境。 关键词：路由算法；RIP路由协议； OSPF路由协议； LS路由算法； DV路由算法
Abstraction： When a packet want to round from source host to destination host, the network layer must nonetheless determine the path that packets take from senders to receivers. The purpose of a routing algorithm is that given a set of routers, with links connecting the router, a routing algorithm finds a “good” path from source router to destination router. Typically, a good path is one that has the least cost. According to whether the algorithms are global or decentralized, the routing algorithm can be classified into two types: algorithms with global state information are often referred to as link-state (LS) algorithms, and the decentralized routing algorithm called a distance-vector (DV) algorithm. Through this passage we will find the environment which suits each algorithm most. Keywords：routing algorithm，RIP，OSPF，LS，DV
1. 概述 随着社会的发展，计算机技术已经越来越普及。不同的网络层提供的不管是数据服务还是虚电路服务，网络层都必须确定为从发送方到接受方的分组所采用的路径。我们看到选路的工作是从发送方到接受方通过路由器的网络决定的好路径。选路算法的目的是简单的，即给定一组路由器以及连接路由器的链路，选路算法要找到一条从源路由器到目的路由器的“好”的路径，。通常一条好的路径指具有最低费用的路径。对选路算法分类的一种方法是根据该算是全局性的还是分散式的可分为全局选路算法（global routing algorithm）和分散式选路算法（decentralized routing algorithm）[1]。而根据这两个路由选路算法，历史上曾有两个选路协议曾被广泛用于Internet上自治系统内的选路：选路信息协议（Routing Information Protocol，RIP）与开放最短路径优先（Open Shortest Path First， OSPF）[2]。
2. 路由算法 路由算法在路由协议中起着至关重要的作用，采用何种算法往往决定了最终的寻径结果，因此选择路由算法一定要仔细。通常需要综合考虑以下几个设计目标： ——（1）最优化：指路由算法选择最佳路径的能力。 ——（2）简洁性：算法设计简洁，利用最少的软件和开销，提供最有效的功能。 ——（3）坚固性：路由算法处于非正常或不可预料的环境时，如硬件故障、负载过高或操作失误时，都能正确运行。由于路由器分布在网络联接点上，所以在它们出故障时会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时间的考验，并在各种网络环境下被证实是可靠的。 ——（4）快速收敛：收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个网络事件引起路由可用或不可用时，路由器就发出更新信息。路由更新信息 遍及整个网络，引发重新计算最佳路径，最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。 ——（5）灵活性：路由算法可以快速、准确地适应各种网络环境。例如，某个网段发生故障，路由算法要能很快发现故障，并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路径。 路由算法按照种类可分为以下几种：静态和动态、单路和多路、平等和分级、源路由和透明路由、域内和域间、链路状态和距离向量。前面几种的特点与字面意思基本一致，下面着重介绍链路状态和距离向量算法[3]。
3. 链路状态算法（link state algorithm, LS） 链路状态算法（也称最短路径算法）发送路由信息到互联网上所有的结点，然而对于每个路由器，仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。链路-状态路由选择算法的基本思想很简单，可以分成以下五个部分叙述： ⑴ 每个节点必须找出它的所有邻居 当一个节点启动后，通过在每一条点到点的链路上发送一个特殊的HELLO报文，并通过链路另一端的节点发送一个应答报文告诉它自己是谁。 ⑵ 每个节点测量到它的每个邻居的时延或其他参数 链路-状态路由选择算法要求每个节点都知道到它的每个邻居的时延。 测量这种时延的最直接的方法是在它们之间的链路上发送一个特殊的ECHO响应报文，并且要求对方收到后立即再将其发送回来。将测量得到的来回时间除以2，即可得到一个比较合理的估计。为了得到更准确的结果，可以将测试重复多次，取平均值。 ⑶ 建立链路-状态报文 收集齐了用于交换的信息后，下一步就为每一个节点建立一个包含所有数据的报文。报文以发送者的标识符开始，随后为顺序号以及它的所有邻居的列表。对于每一个邻居，给出到此邻居的时延。 建立链路-状态报文很容易，困难是决定何时建立它们。一种可行的方法是每隔一段规律的时间间隔周期性地建立它们。另一种可行的方法是当节点检测到了某些重要事件的发生时建立它们。例如，一条链路或一个邻居崩溃或恢复时，建立它们。 ⑷ 分发链路-状态报文 基本的分发算法是使用顺序号的洪泛法。这种分发算法由于循环使用顺序号、某个节点曾经崩溃或某个顺序号曾经被误用过等原因，可能会使不同的节点使用不同版 本的拓扑结构，这将导致不稳定、循环、到达不了目的机器及其他问题。为了防止这类错误的发生，需要在每个报文中包含一个年龄域，年龄每秒减1，当年龄减到 0时，丢弃此报文。 ⑸ 计算新路由 一旦一个节点收集齐了所有来自于其他节点的链路-状态报文，它就可以据此构造完整的网络拓扑结构图，然后使用Dijkstra算法在本地构造到所有可能的目的地的最短通路。 链路-状态路由选择算法具有各节点独立计算最短通路、能够快速适应网络变化、交换的路由信息少等优点，但相对于距离向量路由选择算法，它较复杂、难以实现[4]。
4. 距离向量路由选择算法(Distance Vector，DV) 各节点周期性地向所有相邻节点发送路由刷新报文，报文由一组(V，D)有序数据对组成，V表示该节点可以到达的节点，D表示到达该节点的距离(跳数)。收到路由刷新报文的节点重新计算和修改它的路由表。 距离向量路由算法具有简单，易于实现的优点。但它不适用于路由剧烈变化的或大型的网络环境。因为某个节点的路由变化像波动一样从相邻节点传播出去，其过程 是非常缓慢的，称之为“慢收敛”。因此，在距离向量路由选择算法的路由刷新过程中，可能会出现路由不一致问题。距离向量路由选择算法的另一个缺陷是它需要 大量的信息交换，但很多都可能是与当前路由刷新无关的[4]。
5. LS与DV的比较 本文复杂性、收敛速度和健壮性从三个方面进行比较。 1.报文复杂性。 LS算法要求每个节点知道网络中每条链路的费用。这就要求要发送O(|N||E|)个报文。而且无论何时一条链路的费用改变，必须向所有节点发送新的链路费用。DV算法要求在每次迭代时，在两个直接相连邻居之间交换报文。当链路费用改变时，DV算法仅当在新的链路费用导致与该链路相连节点的最低费用路径发生改变时，才传播已改变的链路费用。
2.收敛速度。 LS算法的实现是一个要求O(|N||E|)个报文的)|(|2NO算法。DV算法收敛较慢。且在收敛时会遇到选路环路。 3.健壮性。 LS算法下，路由计算是有些是孤立的，提供了一定程度的健壮性。DV算法中一个不正确的节点计算值会扩展到整个网络。
6. 路由协议 根据是否在一个自治域内部使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP，Internal Gateway Protocol）和外部网关协议（EGP，External Gateway Protocol）。常用路由协议比较见表１[5]。 表1. 常用路由协议比较
（1） 路由信息协议（RIP，Routing Information Protoco） RIP用更新（UNPDATES）和请求（REOUESTS）两种分组传输路由信息。更新信息用于广播路由表，其中每一项由两部分组成：局域网上能达到的IP地址和与该网络的距离。请求信息用于寻找网络上能发出RIP报文的其他设备。