1.3.2 互联网的核心部分（通信子网），三种交换方式

• 核心部分是互联网中最复杂的部分
  因为核心部分需要向边缘部分提供连通性服务（使得边缘部分的主机之间能够通信）

• 路由器
  网络 核心部分的主要设备，是一种专用计算机
  用来：连接网络，实现 分组交换（转发收到的一个个分组）

• 互联网的核心部分 是由众多 网络 和把它们互连起来的 路由器 组成，而 主机 处于互联网的 边缘部分。
  互联网核心部分的路由器 之间一般都用 高速链路 连接，网络边缘的 主机 接入到核心部分通常以 相对较低速率的链路 相连接
  

• 核心部分的路由器 ，边缘部分的主机 都是 计算机
  但是它们的 作用 却不同。

• 主机是为用户进行 信息处理，并与其它主机通过网络 交换信息

• 路由器则是用来 转发分组 的，即进行 分组交换 的。
  路由器收到一个 分组 ，先暂时存储（存入内存，不是磁盘 / 外存）一下，检查分组首部，查找转发表，按照首部中的目的地址，找到合适的接口转发出去，把分组交给下一个路由器，如此一步一步把分组最终送到 目的主机。
  各路由器之间必须经常交换彼此掌握的路由信息，一遍创建和动态维护路由器中的转发表，使得 转发表 能够在整个网络拓补发生变化时及时更新。

• 在讨论互联网核心部分中的路由器转发分组的过程中，往往把 单个网络 简化成一条 链路 ，而 路由器 视为 核心部分的结点。
  如下图b，下图a 作为对比
  
  
  

电路交换

• 电路交换（必须的三步）
  1、在使用电路交换通话之前，先拨号请求建立 连接 ，也就是一条 专用的物理通路 ，这条连接保证了双方通话时所需的通信资源，在双方通信过程中这条线路资源不会被其他用户占用。（建立连接，开始占用通信资源）
  2、主叫方和被叫方开始 通话 。（通话，一直占用通信资源）
  3、通话完毕（挂机）后，交换机释放刚才使用的这条专用的物理通路，把刚才占用的所有通信资源归还给电信网。（释放连接，归还通信资源）

• 电路交换的重要特点
  在通话的全部时间内，通话双方始终占用端到端的通信资源
  电路交换必须先建立连接，才能进行接下来的通信，即电路交换是面向连接的
  优点：非常可靠
  缺点：由于计算机数据在通信过程中的 突发性 和 不规律性 （不同于人们的打电话交谈），线路的 传输效率 和 利用率 很低。

分组交换

• 定义
  把 一个报文 划分为 几个 等长分组 后再进行传送。
  包括两个操作： 分组 ，交换

• 报文（message）
  要发送的整块数据

• 分组
  在发送报文之前，把 较长的报文 划分为一个个 更小的等长数据段 。（等长是出于 性能考虑 ）
  例如，每个数据段为 1024 bit，在每个数据段前面，加上一些必要的控制信息组成的首部（header），就构成了一个 分组
分组 又称为 包 ，分组的首部也可称为包头
  分组 是互联网中传送的 数据单元
  分组的首部 / 包头 包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息，因此每个分组才能在互联网中独立的选择传输路径（哪条路有资源就走哪条路）并被正确的交付到分组传输的终点。
  

• 分组交换的可靠性
  当网络中的 某些结点或者链路 突然出现故障时，在各个路由器运行的路由选择协议能够自动找到转发分组的最合适的路径。
  相关细节后续章节讨论

• 分组交换时延 的组成部分
  

• 分组交换的实质
  采用了在数据通信过程中断续（动态）分配传输带宽的策略。
  这十分适合用来传送具有不规律性和突发性的计算机数据

• 分组交换的缺点
  1、时延：分组在各个路由器存储转发时需要 排队，造成 时延 。分组交换不像电路交换那样通过 建立连接 来保证通信所需的各种资源，因此也无法确保通信时端到端所需的 带宽
  2、开销：一个报文分成多个分组，各分组必须携带控制信息（诸如目的地址和源地址等重要控制信息），造成一定的开销

电路交换、报文交换、分组交换对比

• 电路交换：整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好似在一个管道中传送（过分占用通信资源，效率低）
  报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找 转发表，转发到下一个结点（不浪费通信资源，但浪费时间）
  分组交换：单个分组（报文的一部分）传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点（节约资源，速度快）
  横轴表示空间，纵轴表示时间
  
  若要传送大量数据，且传送时间远大于连接建立时间，则 电路交换 的传输速率较快
  报文交换 和 分组交换 都是存储转发，不需要预先分配传输带宽，适用于传送 突发数据。
  分组的长度远小于整个报文的长度，因此 分组交换 比 报文交换 的时延小，更具灵活性