三种交换方式

电路交换

通信网中最早出现的一种交换方式，也是应用最普遍的一种交换方式，主要用于电话通信网。
电话通信中，要实现没两部电话中间搭建一条通信线路是不现实的，例如两部电话可以只需要一部电线连接，但若有n部电话，就要用n(n-1)/2相连所以这样不太可行
所以人们引入了*电话交换机每一部电话都连接到电话交换机上。它可以把需要通信的任意两部电话的电话电路按需接通。
电话机数量多时，需要很多台电话交换机彼此连接完成交换任务

  • 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，交换就是按照某种方式动态分配传输路线的资源
  • 电路交换的三个步骤：
    • 建立连接（分配通信资源）

使用电路交换打电话之前，必须先拨号请求建立连接，主叫端和被叫端有了一条专用的物理通路

  • 进通话

期间通信资源将被一直占用

  • 释放连接

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用户线归单个用户所有，中继线用户共有
但是如果用电路交换传送计算机的数据并不合适，因为计算机发送数据有突发性，而建立分组交换建立通信线路后会持续占用宝贵的资源，这样不好

分组交换

分组交换的机制是存储-转发
在因特网中最重要的分组交换机就是路由器，它负责将各种网络互连起来对接受到的分组进行转发
例如在这个网络中，用户H6向H2发送消息
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一般将表示消息的整块数据称为一个报文发送之前，先把较长的报文划分为一个个等长的数据段，每个数据段前加上由一些必要信息组成的首部构成了分组，简称为包，首部称为包头
添加首部的作用：首部包含分组的目的地址，分组交换机拿到包之后，按首部中的目的地址进行查表转发，将该分组发到下一个分组交换机。
这个例子中，主机H6将分组依次发送出去，经过分组交换机的存储转发，到达H2，H2收到这些分组后，去掉他们的首部，将数据段还原为原始报文
传输中的一些情况：

  • 分组从源站到目的站可以走不同的路径（不同的路由）
  • 分组乱序：分组到达目的站的顺序不一定与发送顺序相同

  • 还有分组丢失、误码、重复，后面介绍

    分组交换中各方职责

    发送方：构造分组，发送分组
    路由器：缓存分组，转发分组
    接收方：接收分组，还原报文

    报文交换

    与分组交换类似，报文交换也采取存储-转发方式，但是对报文大小没有限制，所以交换节点需要有较大的缓存空间
    报文交换主要用于早期电报通信网，显已被分组交换取代

    总结

  • 电路交换：两用户间建立连接，数据直流

    • 优点：1.通信时延小有序传输2.不容易出现失序3.不容易有冲突4.适用范围广5.实时性强6.控制简单
    • 缺点：1.建立连接时间长2.线路独占3.使用率低4.灵活性差5.难以规格化
  • 报文交换：报文在交换节点进行存储转发，节点将报文完全接收，再转发出去
    • 优点：1.无需建立连接2.动态分配线路3.提高线路可靠性(存储好报文后，会根据情况选择线路，提高线路可靠性)3.提高通信线路的利用率4.提供多目标服务(一条报文，可以发向多个用户)
    • 缺点：1.引起了转发时延2.需要较大缓存空间3.需要传输额外的信息量(因为报文需要携带目标地址，源地址等信息)
  • 分组交换：将报文分组，节点变发送，边接收
    • 优点：1.无需建立连接2.线路利用率高3.简化存储管理(相对报文交换)4.加速传输(边收边发)5.减少出错和重发数据量
    • 缺点：1.引起转发时延2.额外信息量3。若采用数据报服务，可能失序、丢失、或重复分组，且最后还要去掉首部还原报文；若采用虚电路虽不会失序但有呼叫建立、数据传输、虚电路释放三个过程