分封交換的好與壞

將資料切割成段,再經由未知的路徑傳播出去,直到目的地接收到之後,再將訊息重新組合成資料,這麼做相較於原始的線路交換,有以下3個優點。但相對於電話所採用的線路交換技術,分封交換也是有3個明顯的缺點:

優點:不需確認線路連結狀態

相信大家都有打電話的經驗,撥號、嘟聲、對方接起,這3步驟就是在確保線路是否暢通,若是線路不通就不會有嘟聲,對方忙碌就不會接起電話。

分封交換不須進行此步驟,將資料標明目的地之後,就將東西傳送出去。中間經過的路徑並不是我們所需要擔心的,只要資料送到即可;就像你的包裹中途經過幾個轉運站無所謂,只要送到對方手上就好。

優點:線路乘載量大

分封交換只在資料傳送時佔有線路資源,不像電話接通後,在掛斷前都必須佔有線路,使得每條線路可由多台裝置共用,線路的利用率急遽增加。

優點:多方交流

由於線路並不為某雙方所佔有,專用,所以能讓多台裝置在同一時間相互聯繫。

缺點:不具即時性

由於封包所經過的路徑無法掌握,加上無法確定線路資源,有可能較晚傳送的封包反而比較早傳送的封包還要快到達目的地,或者是根本到不了目的地,使得網路電話這一塊,市場接受度一直不是很高。

缺點:無保證頻寬

分封交換使得線路利用率提高,但卻無法保證每台裝置能得到的頻寬究竟有多少。

缺點:保密性差

迴路交換使用單一線路連結,保密性佳,而分封交換在某部分的網路架構以「廣播」的方式傳遞資料,保密性較差。

網路架構大概論1-ARPANet歷史與MAC、IP、DNS 概念篇▲去年的倫敦奧運開幕典禮設計了1個橋段,由WWW發明人Tim  Berners-Lee發布推特資訊,利用觀眾席上安裝的LED顯示出來,Tim Berners-Lee寫的字句為「This  is  for  everyone」。(圖片擷取自維基百科)

ARPANet轉進TCP/IP

1969年,ARPANet以實驗性質誕生,草創的網路節點只有美國西部4個網路節點,包含加州大學洛杉磯分校、加州大學聖塔芭芭拉分校、史丹佛研究機構、猶他州大學。

與此同時,著名的電子郵件和FTP、Telnet也隨之誕生,現代網際網路的雛型已漸漸具備。從1969年之後開始,許多美國大學陸續加入ARPANet之中,而於1973年時,NORSAR(Norwegian Seismic Array)挪威地震陣列加入ARPANet中,成為第一個美國本土之外的網路節點,在跨海電纜還不普及的年代,以1顆跨大西洋衛星連結美國本土的ARPANet與NORSAR。1975年ARPANet正式移交給美國國防部通訊署管理,脫離實驗性質。

之後越來越多的節點加入ARPANet,使得原始的NCP協定無法負荷大量的節點,暴露出NCP的2大重要缺失:

各別主機無唯一位址:NCP指在解決2個電腦主機的通訊問題,而非一大群主機的通訊問題,隨著越來越多的電腦加入網路,NCP顯得越來越難用。

無糾錯機制:不像現在的TCP/IP系統,有著糾錯以及ACK封包的接收回應,NCP是相當赤裸地在網路上運輸,一旦發生傳輸錯誤,便會使得網路傳輸效率下降。

藉由NCP協定的缺點,引導下一世代TCP/IP出生,Robert Elliot Kah和Vinton Cerf並列為TCP/IP的共同發明者,其中最重要的概念就是以1個統一的網際網路協定,將不同網路協定包起來,送到網際網路上傳輸;TCP/IP也被稱為DoD(Department of Defense)國防部模型,至於為什麼就不用筆者多做解釋。

TCP/IP利用層層封包將資料包起來,將資料以及除錯、繞送,甚至是最底層的傳輸媒介皆分開來處理,讓同一份資料能夠在不同傳輸媒介上轉送(如電或微波),各層各司其職,最大化網際網路的相容性。TCP/IP在發展初期也歷經多次版本改革,在正式應用到ARPANet之前,共歷經4次的變化,變成我們所熟知的IPv4。

1983年開始,所有連結到ARPANet的電腦都必須使用TCP/IP網路協議,舊的NCP協議被完全廢止。也由於ARPANet日益龐大,分割成2個部分,一部分還是稱為ARPANet,供未來的學術研究用途;另一部分為MILNet,專供美國國防部使用。

NORSAR

挪威地震陣列,除了持續監控地震以及研究地震模型之外,更重要的一點就是監控核子武器的發展,找出地球上哪一地點正進行核子試爆,對於ARPANet的軍事用途來說,與其連接也是必然的結果。

Internet正式誕生

ARPANet的出現,關鍵仍是為了軍事利益,與普羅大眾的相關性較低,使得連結ARPANet的電腦均以軍事或是教育目的為大宗。後來的2個事件直接導致了網路的平民化和商業發展:BSD-Unix和NSFNet。

當年的個人電腦作業系統,可不像現在Windows、Mac、Linux三分天下的局面,各種作業系統蓬勃發展,其中以加州柏克萊大學改寫的BSD-Unix廣為學生所接受,DARPA(由ARPA改名而來)便贊助1項為BSD-Unix撰寫TCP/IP程式的開發項目,並與加州柏克萊大學合作把TCP/IP整合進BSD-Unix中。

另一方面NSF(National Science Foundation)國家科學基金會開始計畫架構超級電腦與高速網路架構,同時也獲得美國聯邦政府的經費補助。由於NSFNet網路為一般性質,民間企業只需繳納線路使用費,即可連接至NSFNet。加上ARPANet預算刪減,與NSFNet的骨幹網路速度較快的影響,1989年ARPANet正式退役,由NSFNet接手ARPANet的網路服務部分。

接著WWW(World Wide Web)在1991年被Tim Berners-Lee所制定出來,結合HyperText、TCP、DNS技術,將網路視覺化呈現,使用者不須擁有太多的電腦知識即可存取網路服務,更加快了網際網路的普及。回想過去,若非美國國防部將TCP/IP標準開放出來,以及WWW的無償使用,現今人類社會的溝通不會這麼方便。

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NASA
1.  NASA (發表於 2013年12月05日 10:52)
謝謝RF寫這一系列的文章!
小妹大學是讀商管類組的,也從來沒碰過電腦(都請男性友人幫忙處理XD)。畢業後進入做網通的科技公司之後,試著要自學這些網路概念,但不管瀏覽了多少網路文章,都覺得像是天書一樣!
問公司裡的工程師這些入門概念或是路由器和閘道器和無線AP差在哪的這類問題,他們一時也無法解釋和分析其中的差異給一個外行人聽。
這系列的文章對我幫助很大,已加入最愛收藏囉<( ̄︶ ̄)>
希望以後還能看到更多這類深入淺出淺顯易懂的介紹文!^w^~
神風
2.  神風 (發表於 2013年12月05日 22:56)
謝謝RF寫的文章! (≧▽≦)

每次都剛好解決我的問題與疑惑 (≧▽≦)

感謝你 <( ̄︶ ̄)>

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