分组交换的挑战与计算机网络原理

"分组交换带来的问题-计算机网络谢希仁精华课件1172页" 计算机网络在信息时代扮演着至关重要的角色，它连接了全球的电信网络、有线电视网络和计算机网络，其中计算机网络是核心部分。网络的发展经历了从教育科研到商业应用的转变，成为继电话网之后的第二大全球网络。因特网，作为计算机网络的典型代表，带来了通信方式的革命性变化，使得信息交流、资源共享和硬件共享成为可能。 分组交换是计算机网络中的一种主要通信方式，它允许数据在网络中通过多个中间节点进行传输。然而，分组交换也带来了一些问题： 1. **时延**：当分组到达一个节点时，它们需要被存储并排队等待转发。这个过程会导致传输时延，尤其是当网络拥塞时，等待时间会显著增加。 2. **开销**：每个分组在传输过程中都需要附加头部信息，这些控制信息包括源地址、目的地址、序列号等，以确保数据的正确传输。这些额外的数据增加了传输的开销，降低了网络效率。 计算机网络的性能指标和非性能特征也是关键考虑因素。性能指标如带宽、时延、吞吐量、丢包率等直接决定了网络的效率和可靠性；而非性能特征如安全性、可扩展性和服务质量(QoS)则影响了网络的稳定性和用户体验。 网络的体系结构是设计和理解网络运作的基础。五层协议模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层）提供了一个结构化的框架，各层之间通过协议和服务进行交互。TCP/IP协议栈是实际广泛应用的体系结构，它简化为四层：网络接口层、网络层、传输层和应用层，其中TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）是其核心。 在因特网的组成中，边缘部分由终端系统（如个人电脑、智能手机）构成，用户直接与之交互；核心部分由路由器和交换机等设备组成，负责数据包的高速传输。中国在计算机网络的发展中也取得了显著进步，构建了覆盖全国的网络基础设施，推动了信息时代的快速发展。 分组交换虽然有效但并非完美，其带来的时延和开销问题需要通过优化网络设计和技术改进来缓解。同时，深入理解计算机网络的体系结构、性能指标和功能是解决这些问题的关键。