一、 分组交换的基本原理
下面，我们将介绍一下分组的传输方式、分组经过路由器为何会产生时延、路由协议的基本概念。
在通信源端有需要传输的数据时，可以将信息分成若干个分组，并且在分组的首部填写好相应的控制字段。然后将分组送入网络进行传输，分组经过网络中的各个节点经过转发，最终到达通信目的端。在转发的时候，网络中的各个节点会将分组当中的比特流完整地接收下来，并存入本地缓存。然后读取首部的控制信息，判断出相应的转发方式，再有对应的出口转发出去。
分组交换的概念
- 将需要传送的信息分成若干个分组，每个分组加控制信息后分发出去，采用存储转发方式。
- 基于统计时分复用，可以不建立连接（IP技术），也可以建立连接（面向连接，如ATM技术），此时建立的连接是逻辑连接（虚连接）。
分组交换技术一般用于数据交换，但也可用于分组话音业务。
- 优点：资源利用率高，可以共享信道；
- 缺点：有时延，实时性差，不能保证通信质量。
我们来深入理解一下分组的概念，将用户要传输的信息分成小段，每段前面加上分组的首部，首部的各个字段里面填有控制信息和地址信息，这就组成了一个分组，在网络中可独立进行传输。网络中的各个节点收到分组后，就可以进行转发和存储的处理。
- 分组的概念：交换中传送和处理的对象，带有控制信息和地址信息，可以在网内独立传输。
- 不同技术中，分组首部的长度和格式不同；分组的长度根据不同的技术规定不同（IP技术长度可变，ATM技术分组长度固定——信源为53个字节）。
在分组交换中，多个用户可以采用统计时分复用的方式共享信道资源，相比于电路交换而言，不必为每个用户提供固定时隙，这样提高了资源利用效率。
分组复用
- 基于统计时分复用
- 提高了资源利用效率
分组的传输方式
分组在网络中进行传输，可以分为数据报和虚电报两种方式。
分组的传输方式
- 数据报方式：无连接方式；不需要建立连接，各分组按分组首部中的地址信息，自由选择路由到达终端。（传输协议简单，开销较小，适合突发性比较强、数据量不太大的数据业务）
- 虚电路方式：面向连接方式；但与电路交换不同，它建立的是逻辑信道，利用虚电路标识号传送分组。（与数据报传输方式相比，按照逻辑电路进行传输，有固定的路由线路，因此能保证分组能按照顺序到达接收端，适合数据量比较大的业务，每个分组不必再单独寻路，但是所需的信令协议较为复杂，开销较大）
分组交换网的构成
- 分组交换网是一个由分布在各地的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链路所构成的网络，在网络协议(包括OSl的下面三层协议)的支持下，实现数据终端间的数据传输和交换。
- X.25分组交换网是产生于20世纪70年代的第一个商用的分组交换网。
交换节点在路由选择中的工作原理
分组进入交换节点，节点的中央处理单元(CPU)对分组进行处理，包括查询分组的目的地址和搜索路由表，在这个基础上，分组被安排在正确的出线并进入相应的队列等待发送。由节点选择正确的出线的过程被称做路由选择功能。
分组经过路由器为何会产生时延
分组通过交换节点的延迟有3个主要因素:
- 在CPU及出线队列中的排队时间
- CPU处理时间
- 分组传输时间
路由协议的基本概念
路由协议
- 路由协议决定了如何选择从发送端到接收端的传输路径，根据不同的衡量标准，有不同的路由，例如可以按时间最短的原则或费用最小的原则等来选择传输路径。
- 路由器根据路由协议生成本地路由表。
二、 以太网技术
以太网本质上属于计算机网络的一种典型实现方式，而提到计算机网络，我们现在经常把它称为IP网络。IP网络和计算机网络这两个概念并不是完全一致的，IP网络之所以叫做IP是因为它运行的是TCP/IP协议，而计算机网络在IP协议普遍出现之前计算机网络是一种局域网。而最典型的应用最广泛的就是以太网。
一个计算机通过网卡与网络进行通信，网卡需要运行相应的局域网协议来完成对于通信的控制。而局域网通信的一个关键内容，就是要解决当所有及其都连接在一起的时候，怎样来使用这个公共的传输媒介呢？在通信网中，我们使用的是复用技术或者说是多址技术，相应的我们要设计通信协议来完成通信技术；而在计算机网中这样做会很麻烦，存在更简单的结构方式。
最初的局域网是将许多计算机都连接到一根总线上，当初认为这样的连接方式简单又可靠。
但是在当两个用户同时发送数据的时候，会发生冲突，这样我们不得不设计相应的协议——CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）协议，指的是带有冲突检测的载波监听多点接入，是以太网的核心。
工作流程
- 发送数据前检测是否有其他计算机在发送数据；
- 如果媒体空闲，则发送自己的数据；
- 如果媒体忙，一直监听直到信道空闲，马上传输；
- 如果在传输中检测到冲突，立即取消；
- 传输冲突后，等待一段随机时间，然后再试图传输(重复第一步)
那我们为什么将其称为以太网呢？之前有人提出以太是光传输的的媒介，但是后来有人也证实过以太是不存在的，这个名词也在历史上保留下来了。在无线局域网中，存在一种非常相似的名词 CSMA/CA 无线局域网中协议。
应用了CSMA/CD的思想，我们可以进行以太网的传输，还要去确认传来的数据是不是自己的，因此我们需要对数据进行编号，我们就需要用到MAC地址和MAC帧。
MAC地址和MAC帧
- 在局域网中，硬件地址又称为物理地址或MAC地址，长度为48bit。一个局域网内部的数据通信通过MAC地址来交互。
- 网卡从网络上每收到一个MAC帧就首先用硬件检查MAC帧中的MAC地址
- 如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。
有了MAC地址之后，我们就需要有MAC帧，下面是以太网中的MAC帧格式，其中FCS是用来做差错校验的。数据字段的正式名称为MAC客户数据字段，最小长度64字节-18字节的首部和尾部=数据字段的最小长度。当数据字段的长度小于46字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的MAC帧长不小于64字节。
常见的标准化组织
ITU-T 国际电信联盟
IETF 因特网工程任务组
IEEE 电子电气工程师协会
以太网技术的标准化
IEEE 802.3x系列标准
IEEE 802.3: 10M以太网标准
IEEE 802.3u: 百兆快速以太网标准
IEEE 802.3ab: 千兆以太网（基于双绞线）
IEEE 802.3z: 千兆以太网（基于光纤/i铜缆）
IEEE 802.3ae: 万兆以太网（基于光纤）
IEEE 802.4: 基于令牌总线的局域网
IEEE 802.5: 基于令牌环的局域网
IEEE 802.8: 基于光纤的局域网
IEEE 802.11: 无线局域网标准系列
三、 ATM技术（ATM原理及信源结构）
分组交换由于采用了统计复用技术，资源利用率高，但是实时性不高。为了保证实时性，需要简化协议操作，之前我们学习过快速分组交换技术也就是帧中继技术。与X.25协议相比，帧中继技术改进了差错控制和流量控制技术，在操作中还有一个数据成帧的操作。我们知道，在电路交换中，我们处理的是一个个时隙，它的长度是固定的。如果在分组交换中，它的长度是固定的，那么处理起来也会很方便，这就得到了ATM技术。
ATM（asychronous transfer mode）指的是异步转移模式或异步传递模式。ATM技术中，信息被组成了信元，包含了用户信息的信元没有必要是周期的；我们知道如果是周期的话，就是同步时分复用，所以ATM处理的是统计时分复用信号。下面是ATM技术的特点：
- 本质是分组交换，处理的是统计时分复用信号；
- 融合了电路交换的优势，最重要的特点就是将分组的长度固定，称为信元（信元定长53个字节，信头5字节，信息段48字节）
- 面向连接，采用的是逻辑连接(虚电路方式)。
- 适合多速率、多业务。为了让语音、视频、数据信号变成标准的ATM信元，需要经过两步操作：AAL层和ATM层。
AAL层的ATM适配管理功能。
- 根据不同业务类型划分为5类；
- 常见的3类：
- CBR：恒定比特率业务；
- rt-VBR：实时可变比特率业务；（观看足球直播，解说员画面需要小比特率，而球员踢球需要大比特率）
- nrt-VBR：非实时可变比特率业务（上网业务）
根据业务不同，在AAL层需要经过不同处理，处理之后需要在信元首部加入5个字节的信头，下面是ATM信元结构：
ATM的控制功能都体现在ATM的信头中，我们在 ATM定义两种数据包：
标签：ATM,技术,传输,MAC,第五章,分组,IEEE,以太网 From： https://blog.csdn.net/weixin_62403234/article/details/141217043UNI：用户-网络接口数据包（用在接入、边缘侧）
NNI：网络-网络接口数据包（用在骨干侧）
- UNI和NNI的数据包只有开头的4个比特位不同，在UNI中定义了GFC（Generic Flow Control）作为一般流量控制字段。由于B-ISDN的UNI接入的终端数量可以很多，需要控制的流向网络的流量，以避免网络的短期过载。
- ATM虚连接信元首部中的两级符号来识别（逻辑信道号）
- 虚通路标识符 VPI（Virtual Path Identifier）
- 虚信道标识符 VCI（Virtual Channel Identifier）
- PT：这个信元是用户数据还是网络管理单元。指明现在网络是否有拥塞控制。
- CLP：当发生拥塞控制式，优先丢掉
- HEC：用于差错控制。
