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コンピュータネットワーク学習交流技術

2024-11-12 11:03:04 0 報告
このマインドマップは「コンピュータネットワーク学習交流技術」に関する内容を探求しています。主に、回線交換、貯留転送、パケット交換、仮想回線といった交換技術の特性や利点、欠点を詳述しています。回線交換は接続指向で、通信の遅延が少ない一方、利用率が低いです。貯留転送はデータの動的転送を可能にし、効率的な通信を実現しますが、冗長な情報が増えます。パケット交換は接続なしで効率的な転送を提供し、仮想回線は論理的な接続を確立し、順序の乱れを防ぎます。これらの技術は、コンピュータネットワークの効率と信頼性を向上させるために重要です。
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概要/内容
回路交換
特徴
  1. N 部電話機が2つ2つつながっている場合、N(N – 1)/2 の電線が必要です
  2. 回線交換は必ず接続指向です
  3. 回線交換の三つの段階：接続の確立、通信、接続の解放
特徴：電気回路交換ではコンピュータデータの転送効率が低い
  1. コンピュータデータは発散性がある
  2. 接続の確立に時間がかかるため、通信回線の利用率は非常に低く、利用率は10％以下、さらには1％まで低下することがある
  3. 接続が確立された後、遅延が小さい、リアルタイム性が高い
  4. 誤り訂正能力がない
  5. キャッシュ能力がない
  6. スイッチング装置は非常に単純である
貯留転送  
独占使用する物理的な接続を形成しない。送信するデータをまずノード機に保存し、チャネルが空いた時に動的にデータ転送チャネルを形成し、優先順位の順番で送信する。交換ノードは、複雑なデータ処理能力（データの保存、エラー検出、データ型の変換、データ転送速度の変換などの機能を持つ通信制御処理機）を持っており、ストレージ時間が十分に長い場合、チャネルの空きとビジーの状態を均等化でき、チャネルと中継装置の容量を圧縮できる。この交換方式はデータ通信に適している。
メリット
  1. 複数のグループは通信チャネルを共有でき、回線の利用率が高くなります
  2. 通信制御処理機はルート選択機能を備え、通信サブネットの最適なパスを動的に選択できます
  3. 通信量を滑らかにすることができ、システムの効率が向上します
  4. 通信エラーを減らすことができ、システムの信頼性が向上します
  5. 通信制御処理機を通じて、異なる通信速度の回線を変換することができ、さらに異なるデータコード形式を変換することもできます
  6. 爆発的な転送に適しており、効率が高いです
欠点がある
冗長な情報（元IP、目標IP、番号）が増えました。
报文交换
データ転送の長さに関係なく、それを論理的な単位として、目的地アドレス、送信元アドレス、制御情報を付け、規定の形式でパケットにまとめて送信します。このパケットは、パケットと呼ばれ、このストレージ・フォワード交換方式は、パケット交換と呼ばれます。
欠点がある
  1. パケットサイズが異なるため、ストレージ管理が複雑になる
  2. 大きなパケットがストレージ転送の遅延を引き起こし、小さなパケットの待ち時間が長くなる
  3. エラーが発生した場合、全てのパケットが再送信される
  4. パケット交換はリアルタイム通信やインタラクティブ通信の要件をサポートすることが困難です
パケット交換
一度のデータ転送の最大長を制限し、転送されるデータが指定された最大長を超えた場合、送信ノードはそれを複数のパケットに分割し、ヘッダー（アドレス、番号）を付けてグループで送信します
データ転送前に端から端へのパスを確立する必要はありません。つまり、「接続なし」です
強力なエラー訂正機能、流量制御、およびルーティング選択機能が備わっています
パケット交換/packet exchanging/パケット交換/データグラム
メリット
  1. 転送ノードへの記憶域要件が低く、メモリーを用いてパケットをバッファリングすることができる——高速
  2. 転送遅延が小さい——対話型通信に適している
  3. 特定のパケットがエラーになった場合、エラーのあったパケットのみを再送することができる——効率が高い
  4. 各パケットは異なるパスで転送されることが可能——容错性が高い
缺点
  1. 遅延の問題：パケットが各ルーターで保存されて転送される際にキューイングが必要になり、そのため一定の遅延が生じる
  2. エラーの問題：同じパケットの異なるグループが通信子ネットワークを通じて異なる経路を通じて移動する可能性があるため、同じパケットの異なるグループが送信先ノードに到達する際に順序が乱れ、重複や欠落が発生する可能性がある
  3. 各パケットは送信中に目的地アドレスと送信元アドレスを保持する必要があり、各グループが保持する制御情報も一定のオーバーヘッドを生み出す
  4. 長いメッセージ通信には向かない：パケット交換は回線交換のように通信が必要とするリソースを確保するための接続を確立することではなく、通信が必要とする端から端までの帯域幅を確保することができないため、通信には一定の遅延が生じ、爆発的通信に向いており、長いメッセージや会話型通信には向かない
分组交換の実現の鍵：パケット長の選択
パケットが小さいほど、冗長量（パケット内の制御情報など）が全体のパケットに占める割合が大きくなり、最終的にユーザーデータ転送の効率に影響します
パケットが大きいほど、データ転送のエラー率も大きくなり、リトライ回数が増え、ユーザーデータ転送の効率にも影響します
パケット長は、サポートする伝送路の品質に依存し、良い路の品質と高い伝送速度で、パケットの長さは少し増えることができます
同じネットワーク内でパケット長は同じであり、異なるネットワーク内では必ずしも同じではありません
仮想回線
特徴
  1. 虚回路の確立と解放の過程がある。各パケット送信前に、送信側と受信側間に論理的な接続を確立する必要がある。これは、物理的なリンクを実際に確立する必要がないためであり、送信側と受信側をつなぐ物理的なリンクはすでに存在しているからです
  2.  通信の全てのパケットは、この虚回路を通して順番に送信されるため、パケットに目的地アドレス、送信元アドレスなどの付属情報は不要
  3. データブロックには、少量のアドレス情報（LC番号）しか含まれています。パケットが目的ノードに到着する際には、失われる、重複する、順番が乱れることはありません
  4. パケットが虚回路上の各ノードを通過する際に、ノードは誤り検出のみを行い、パス選択は行いません
  5. 通信子ネットワークの各ノードは、任意のノードと複数の虚回路接続を確立することができます
  6. 虚回路内のノードや線路が故障した場合、虚回路の転送が失敗します
  7. 虚回路方式は、サイト間での大批量データ転送に適しています
虚电路と回線交換の比較
虚电路は、データグループを転送する際に確立される論理的な接続であり、この回路は専用のものではないため「虚电路」と呼ばれます
各ノードから他のノードへは無数の虚电路が存在する可能性があります
各ノードは同時に複数のノードと虚电路を持つことができます
各虚电路は特定の2つのノード間のデータ転送をサポートします
虚电路方式は、パケット交換と回線交換の両方の利点を持つため、コンピュータネットワークで広く使用されています
すべての3つの作業段階があり、同じパスで転送される必要があります
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