三种数据交换方式

电路交换、报文交换、分组交换
**
如何使数据通过网络核心（大量路由器）从源主机到目的主机。

直接互联
没有交换的话每个主机都需要直接相连。

星型：
核心交换设备流量过大，且需要占用大量的端口。

电路交换

电路交换的阶段

1. 建立连接（呼叫、电路建立）
2. 通信
3. 释放连接（拆除电路）

特点：独占资源

优点：

1. 通信时延小
2. 有序传输
3. 没有冲突
4. 实时性强

缺点

1. 建立连接的时间长
2. 线路独占、线路的使用效率低
3. 灵活性差
4. 无差错控制能力

报文交换

报文：源应用发送的信息整体。

优点：

1. 不需要事先建立连接
2. 存储转发，动态分配线路
3. 线路可靠性较高
4. 线路利用率较高
5. 多目标服务

缺点：

1. 有存储转发时延
2. 报文的大小不定，需要网络节点有足够大的缓存

分组交换

与报文交换类似，均采用存储转发技术，不同点是对象为分组。

分组：把大的数据块分割为小的分组

• 存储转发过程中，一定程度上有并行性
• 分组 = 首部 + 部分报文
• 也称为“包”

优点：

1. 无需建立连接
2. 存储转发，动态分配线路
3. 线路可靠性较高
4. 线路利用率较高
5. 相对于报文交换，存储管理更容易

缺点：

1. 有存储转发时延
2. 需要传输额外的信息量
3. 乱序到达目的主机，需要重新排序

总结

1. 报文交换和分组交换都采用分组转换
2. 转送数据量大，且传送时间远大于呼叫时，选择电路交换。电路交换传输时延最小（无分组转发）
3. 从信道利用率来看，报文交换和分组交换的信道利用率优于电路交换，其中分组交换延迟更低

分组交换的两种方式

1. 数据报 - 为网络层提供无连接服务
   不事先为分组的传播确定传输路径，每个分组独立确定传输路径，不同分组传输路径可能不同
2. 虚电路 - 为网络层提供连接服务
   首先为分组的传输确定传输路径（建立连接），然后沿该路径（连接）传输系列分组，系列分组传输路径相同，传输结束后拆除连接。

几种传输单元的名词

• 应用层：报文
• 传输层：报文段
• 网络层：IP数据报 - 分组
• 数据链路层：帧
• 物理层：比特流

数据报

Internet使用的分组交换方式

• 无连接服务：不事先为分组的传输确定传输路径，每个分组独立确定传输路径，不同分组传输路径可能不同
• 每个分组都携带源地址和目的地址
• 路由器根据分组的目的地址转发分组
  • 基于路由协议/算法构建转发表
  • 检索转发表：每个分组独立选路

虚电路

• 将数据报方式和电路交换方式结合
• 虚电路：一条源主机到目的主机类似于电路的路径（逻辑连接），路径上所有结点都要维持这条虚电路的建立，都维持一张虚电路表，每一项纪录了一个打开的虚电路信息。

通信过程

1. 建立连接
   每个分组携带虚电路号，而非目的地址
   源主机发送“呼叫请求”分组并收到“呼叫应答”分组后才算建立连接
2. 数据传输
   全双工通信
3. 释放连接（虚电路释放）
   源主机发送“释放请求”分组以拆除虚电路

总结