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计算机网络-三种交换方式

电路交换(Circuit Switching)

• 电话交换机接通电话线的方式称为电路交换
• 从通信资源分配的角度来看，交换(Switching)就是按照某种方式动态的分配传输线路的资源

电话交换机

• 为了解决电话之间通信两两之间连线过多，所以产生了电话交换机
• 简单理解为有多个开关的开关器，可以将需要通信的任意两部电话的电话线路按需接通

电路交换的三个步骤

1. 建立连接(分配通信资源)
2. 通话(一直占用通信资源)
3. 释放连接(归还通信资源)

• 当使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的传输效率往往很低
• 线路被持续占用，无法被其他用户使用，造成资源浪费

分组交换(Packet Switching)

• 通常我们把表示消息的整块数据称之为一个报文

• 发送报文前，主机将较长的报文划分为一个个更小的等长数据段，在数据段前面加上一些必要的控制信息的首部之后构成一个分组，也称之为包，首部也称之为包头

• 分组交换机接收到一个分组后，先将分组暂存下来，再检查分组首部，按照首部中的分组目的地的地址进行查表转发

• 接收方接收到分组后，主机去除分组的首部，将各个数据段进行组合还原出原始报文

报文交换(Message Switching)

• 报文交换与分组交换类似，交换节点采用存储转发的方式，报文交换对报文大小没有限制，要求交换节点需要有较大的缓存空间
• 报文交换主要用于早期的电报通信网，现在较少使用，通常被分组交换的方式所替代

三种交换方式对比

电路交换优点

• 通信时延小
• 有序传输
• 没有冲突
• 使用范围广
• 实时性强
• 控制简单

电路交换缺点

• 建立时间长
• 线路独占，使用率低
• 灵活性差
• 难以规格化

报文交换优点

• 无需建立连接
• 动态分配线路
• 提高线路可靠性
• 提高线路利用率
• 提供多目标服务

报文交换缺点

• 引起了转发时延
• 需要较大的存储缓存空间
• 需要传输额外的信息量

分组交换优点

• 无需建立连接
• 线路利用率高
• 简化了存储管理
• 加速传送
• 减少出错概率和重发数据量

分组交换缺点

• 引起了转发时延
• 需要传输额外的信息量
• 对于数据报服务，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