計算機網絡基礎之分組交換
分組交換是互聯網中的基本通信原則之一。
分組的基本概念
1. 在分組交換中，消息被切割爲更小的包，這個過程稱爲分片。
2. 在傳輸過程中，各個數據包之間相互獨立，而在接收端這些數據包被重新整合爲原始消息，這個過程叫做重組。
3. 數據包的傳輸路徑不是固定的，發送端只決定發送至下一個交換站的路徑，而這只是整個傳輸路徑的一段。
4. 最優的傳輸路徑通過路由算法決定。
分組交換的優勢
1. 充分利用網絡：單獨的數據包很小，因此所有用戶的等待時間得以最小化。
2. 有效分配資源：用戶獲得網絡的平等使用權，屬於不同用戶的數據包基於某種複合的時間分配程序交替傳輸。
3. 快速錯誤探測：由於數據包很小，傳輸錯誤可以被迅速發現並解決，只有出錯的數據包需要重傳。
4. 高度可靠：如果某個交換站出現故障，傳輸路徑可以很輕易的進行修改，繞開出故障的交換站就行了。
分組交換的不足
1. 過載（也稱擁塞）：由於傳輸路徑不是固定的，擁塞可能發生在某個特定的交換站，造成緩衝區溢出，導致數據包丟失。
2. 負載的通信協議：鑑於通過電路交換的數據傳輸是完全透明的，且用戶可以按照其意願選擇傳輸協議，而在分組交換中所有用戶必須遵循相同的網絡協議。
3. 沒有服務保障：對於整個傳輸過程沒有固定的帶寬保證，因此某些情況下延遲時間可能很長。
分組交換提供的服務
分組交換網絡即提供無連接的服務，也提供面向連接的服務。
無連接的服務
無連接服務： 單獨的數據包在傳輸中擁有獨立的路徑，不同的數據包在傳輸中彼此間毫無關係。
面向連接的服務
面向連接服務： 發送方和接收方在消息傳輸之前，均試圖建立持續性的連接，形成虛擬的連接關係，在數據包傳輸開始之前，發送方和接收方均“知道”彼此的存在，而這樣的通信也將被唯一確認。
優勢
優勢： 不會出現數據包錯亂，另外由於通信被唯一確認，可以在通信中應用安全機制。
不足
不足： 對於簡單服務來說，系統開銷過大。
分組交換的錯誤處理機制
由於傳輸媒介無法規避干擾，爲了追求數據傳輸的可靠性，必須引入自動的錯誤探測和錯誤修正機制。
基本想法：
提供含有附加信息的數據包以幫助檢測錯誤，在必要的時候，重建數據包的正確內容，
比如：
■ 校驗總和，一個數據包中所有數據的比特數總:
□ 發送端計算待發送的數據包的校驗和， 並附加在包內。
□ 接收端計算收到的數據包的校驗和，並與發送端附加的信息進行比較。
□ 如果兩者不匹配，接收端將要求發送端對該數據包進行重傳。
誤碼率是傳輸錯誤的衡量標準
■ 在一個固定的時間段，測量傳輸中錯誤的數據比特數與總數據比特數的比值。
兩種處理錯誤的方法 ：
■ 錯誤探測碼： 用來啓動重傳
■ 錯誤修正碼： 用來啓動數據重建向帶傳輸的數據包添加冗餘數據。
重要方法：
■ 奇偶校驗位、海明碼、奇偶校驗矩陣、校驗總和法、塊碼、卷積碼等。