计算机网络三种交换方式
计算机网络三种交换方式
一、电路交换
最典型的电路交换网是传统电话网。电话与电话间方便通信，使用中间设备将电话连接起来就构成了电话交换机（有多个开关的开关器，可以将任意两个电话的通信线路按需接通）。
例如：有n对电话需要两两相连，需要n（n - 1）/ 2 对电线；电话交换机接通电话线的方式称为电路交换；从通信资源的分配角度来看，交换就是以某种方式动态的分配传输电路的资源；（中继线是许多用户共享的；用户线是电话机专有）
电路交换三个步骤：
- 建立连接（分配通信资源）
- 通话（一直占用通信资源）
- 释放连接（归还通信资源）
在进行数据传输前，两个节点之间必须先建立一条专用（双方独占）的物理通信路径（由通信双方间的交换设备和链路逐段连接而成），该路径可能经过许多中间节点。在数据传输的过程中，这条通信路径始终被用户独占，直到通信结束后才被释放。
注：使用电路交换来传输计算机数据，其传输效率往往很低。
电路交换优缺点：
优点 | 缺点 |
|---|---|
1）通信时延小 | 1）建立连接时间长 |
2）有序传播 | 2）线路独占，使用效率低 |
3）没有冲突 | 3）灵活性差 |
4）使用范围广 | 4）难以规格化 |
5）实时性强 | 5）难以实现差错控制 |
6）控制简单 |
注意，在电路交换中，电路建立后，除源节点和目的结点外，电路上的任何结点都采取“直通方式”接收数据和发送数据，即不存在存储转发所耗费的时间。
二、分组交换
因特网中，最重要的分组交换机——路由器（将各种网络互连起来，并对接收到的分组进行转发——进行分组交换）。
分组交换也采用存储转发技术，源节点在发送前，先把较长的报文划分成若干较小的等长数据段，在每个数据段前面添加一些由必要控制信息（如云地址、目的地址和编号信息等）组成的首部，构成分组（Packet）。
发送方：构造分组，发送分组
路由器：缓存分组，转发分组（存储转发）
接收方：接收分组，还原报文
注意，报文交换对报文大小没有限制，就要求交换结点有较大的缓存空间。
分组交换优缺点：
优点 | 缺点 |
|---|---|
1）无需建立连接 | 1）引起了转发时延 |
2）线路利用率高 | 2）需要传输额外的信息量 |
3）简化了存储管理 | 3）对于数据报服务器，存在失序、丢失或重复分组的问题；对于虚电路服务，存在呼叫建立，数据传输和虚电路释放三个过程 |
4）加速传输 | |
5）减少出错概率和重发数据量 |
三、报文交换
数据交换的单位是报文，用户数据加上源地址、目的地址等信息后，封装成报文（message）。报文交换采用存储转发技术。
报文交换优缺点：
优点 | 缺点 |
|---|---|
1）无需建立连接 | 1）引起了转发时延 |
2）动态分配线路 | 2）需要较大存储空间 |
3）提高线路利用率 | 3）需要传输额外的信息量 |
4）提高线路利用率 | |
5）提供多目标服务 |
四、三种交换方式的比较
当要传送的数据量很大且其传送时间远大于呼叫时间时，采用电路交换较为合适。当端到端的通路由多段链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合计算机之间的突发式数据通信。