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实验一分组交换过程一．实验名称：分组交换过程二．实验目的：1.深入理解分组交换的工作原理。2.理解报文交换与分组交换的区别与联系3.理解电路交换和分组交换的区别三．实验环境：WindowServer2003，java虚拟机，分组交换Java程序四．实验步骤：1.熟悉实验环境在实验之前要先设定各项参数。如图1-1所示，在系统中可设置报文长度和分组长度（从1kb至16kb不等），可从L1、L2、L3中任选一条或多条链路使之具有一定的传播时延，模拟链路速度可从慢至快自由调节（也可不选）。每条链路的传输速率为4kbps。在本实验中，A和D分别代表源节点和目的节点，B和C均为中间转发节点，每个分组从源节点经过3条链路到达目的节点。每个报文（小矩形队列）中的每个小矩形代表1kb的数据，R代表接收缓冲区，B代表节点内部缓冲区，T代表发送缓冲区。图1-1分组交换的情况2.基本实验1)该报文长度为16kb，分组长度为8kb，3条链路均无传播时延，模拟速度不变。此时，报文分两个分组发送，实验得到所需时间为8s（参见图1-2）图1-2分组较长的情况2)该报文长度仍为16kb，而分组长度为4kb，即报文分4段；L1、L2、L3均无传播时延，模拟速度不变，此时所需时间为6s（参见图1-3）图1-3分组较短的情况3)当链路L1有1s传播时延，其余条件与上面相同时，所需时间为7s（参见图1-4）图1-4有传播时延的情况4)设报文长度16，分组长度4，链路L1有1S时延，增大模拟速度，观察实验结果。（参见图1-5）图1-5改变模拟速度的情况5)报文交换的时间设报文长度等于分组长度，L1、L2、L3均无传播时延，此时从传播开始到结束，所用时间为13s（参见图1-6）图1-6报文交换的情况你可以设置不同的实验参数进行实验，并总结分组交换的规律。3.实验分析在相同的实验条件下，采用报文交换方式的传输交换时延比分组交换更大（上述例子中为13s）。当采用分组交换方式时，即将一个报文分成两个组，时延也减少了（上例中为8s）；当一个报文被分为4个分组时，时延进一步减少（上例中为6s）。由此可以得到如下结论：采用分组交换技术比采用报文交换技术所需要的时间少；在采用分组交换技术的情况下，一个报文划分的分组数越多，则传输交换所需的时间一般越少。根据实验结果，评价上述结论是否正确？答：（1）分组交换技术与报文交换在传输的过程中都不需要先建立联系，由于报文交换是将整个报文先传送到相邻节点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个节点；分组交换技术是将整个报文的一部分作为单个分组传送到相邻节点，存储下来后寻找转发表转发到下一个节点，所以采用分组交换技术比采用报文交换技术所需要的时间少。（2）通过实验的结果可以证明在相同的实验条件下，分组越多传输所需要的时间越少，具有更好的灵活性。而相同的情况增大模拟速度相同的分组传输所需要的时间不变。五．电路交换与分组交换比较：“电路交换”（CircuitSwitching）又称为“线路交换”，是一种面向连接的服务。两台计算机通过通信子网进行数据电路交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接。最普通的电路交换例子是电话系统。电路交换是根据交换机结构原理实现数据交换的。其主要任务是把要求通信的输入端与被呼叫的输出端接通，即由交换机负责在两者之间建立起一条物理通路。在完成接续任务之后，双方通信的内容和格式等均不受交换机的制约。电路交换方式的主要特点就是要求在通信的双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。整个电路交换的过程包括建立线路、占用线路并进行数据传输和释放线路三个阶段：（1）电路建立：如同打电话先要通过拨号在通话双方间建立起一条通路一样，数据通信的电路交换方式在传输数据之前也要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。它的具体过程如下。①发起方向某个终端站点（响应方站点）发送一个请求，该请求通过中间节点传输至终点。②如果中间节点有空闲的物理线路可以使用，接收请求，分配线路，并将请求传输给下一中间节点；整个过程持续进行，直至终点。如果中间节点没有空闲的物理线路可以使用，整个线路的连接将无法实现。仅当通信的两个站点之间建立起物理线路之后，才允许进入数据传输阶段。③线路一旦被分配，在未释放之前，其他站点将无法使用，即使某一时刻，线路上并没有数据传输。（2）数据传输：电路交换连接建立以后，数据就可以从源节点发送到中间节点，再由中间节点交换到终端节点。当然终端节点也可以经中间节点向源节点发送数据。这种数据传输有最短的传播延迟，并且没有阻塞的问题，除非有意外的线路或节点故障而使电路中断。但要求在整个数据传输过程中，建立的电路必须始终保持连接状态，通信双方的信息传输延迟仅取决于电磁信号沿媒体传输的延迟。（3）电路拆除：当站点之间的数据传输完毕，执行释放电路的动作。该动作可以由任一站点发起，释放线路请求通过途经的中间节点送往对方，释放线路资源。被拆除的信道空闲后，就可被其他通信使用。试比较电路交换与分组交换两种交换技术：答：电路交换方式的主要特点就是要求在通信的双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。整个电路交换的过程包括建立线路、占用线路并进行数据传输和释放线路三个阶段：（1）电路建立；（2）数据传输；（3）电路拆除；而分组交换技术是将整个报文的一部分作为单个分组传送到相邻节点，存储下来后寻找转发表转发到下一个节点，所以采用分组交换技术比采用报文交换技术所需要的时间少。若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于建立连接的时间，则电路交换的传输速率较快。分组交换在传送突发数据时可提高整个网络的新到利用率。更较灵活高效的传送数据。六．实验结果分析答：通过本次的实验，了解了分组交换技术、报文交换与电路交换的区别与联系。（1）分组交换技术与报文交换在传输的过程中都不需要先建立联系，由于报文交换是将整个报文先传送到相邻节点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个节点；分组交换技术是将整个报文的一部分作为单个分组传送到相邻节点，存储下来后寻找转发表转发到下一个节点，所以采用分组交换技术比采用报文交换技术所需要的时间少。（2）通过实验的结果可以证明在相同的实验条件下，分组越多传输所需要的时间越少，具有更好的灵活性。而相同的情况增大模拟速度相同的分组传输所需要的时间不变。电路交换方式的主要特点就是要求在通信的双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。整个电路交换的过程包括建立线路、占用线路并进行数据传输和释放线路三个阶段：（1）电路建立；（2）数据传输；（3）电路拆除；而分组交换技术是将整个报文的一部分作为单个分组传送到相邻节点，存储下来后寻找转发表转发到下一个节点，所以采用分组交换技术比采用报文交换技术所需要的时间少。若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于建立连接的时间，则电路交换的传输速率较快。分组交换在传送突发数据时可提高整个网络的新到利用率。更较灵活高效的传送数据。