为什么要数据交换

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电路交换

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优点

  • 通信时延小
  • 有序传输
  • 没有冲突
  • 实时性强

    缺点

  • 建立连接时间长

  • 线路独占,使用效率低
  • 灵活性差
  • 无差错控制能力

    报文交换

    报文:源应用发送的信息整体。PDF
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    优点:

  • 无需建立连接

  • 存储转发,动态分配线路
  • 线路可靠性较高
  • 线路利用率较高
  • 多目标服务

缺点:

  • 有存储转发时延
  • 报文大小不定,需要网络节点有较大缓存空间

分组交换

分组:把大的数据块分割成小的数据块
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优点:

  • 无需建立连接
  • 存储转发,动态分配线路
  • 线路可靠性较高
  • 线路利用率较高
  • 相对与报文交换,存储管理更容易

缺点:

  • 有存储转发时延
  • 需要传输额外的信息量
  • 乱序到目的主机时,要对分组排序重组

数据报方式

为网络层提供无连接服务。
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,不同分组传输历经可能不同。

每个分组携带源和目的地址

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。

虚电路方式

为网络层提供连接服务。
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。
虚电路将数据报方式和电路交换方式结合,以发挥两者优点。

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),路径上所有节点都要维持这条虚电路的建立,都维持一张虚电路表,每一项记录一个打开的虚电路的信息。

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虚电路&数据报

数据报服务 虚电路服务
连接的建立 不要 必须有
目的地址 每个分组都有完整的目的地址 仅在建立连接阶段使用,之后每个分组使用长度较短的虚电路信号
路由选择 每个分组独立地进行路由选择和转发 属于同一条虚电路的分组按照同一路由转发
分组顺序 不保证分组的有序到达 保证分组的有序到达
可靠性 不保证可靠通信,可靠性由用户主机来保证 可靠性由网络保证
对网络故障的适应性 出故障的节点丢失分组,其他路径选择发生变化,可正常传输 所有经过故障节点的虚电路均不能正常工作
差错处理和流量控制 由用户主机进行流量控制,不保证数据报的可靠性 可由分组交换网负责,也可由用户主机负责

三种数据交换方式比较总结

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  1. 报文交换和分组交换都采用存储转发
  2. 传送数据量大,且传送时间大于呼叫时间,选择电路交换。电路交换传输时延最小
  3. 从信道利用率看,报文交换和分组交换优于电路交换,其中分组交换时延更小