计算机网络——三种交换技术

目录

电路交换——用于电话网络

电路交换的优点：

电路交换的缺点：

报文交换——用于电报网络

报文交换的优点：

报文交换的缺点：

分组交换——用于现代计算机网络

分组交换的优点：

分组交换的缺点

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电路交换——用于电话网络

一个电话交换机可能会连接很多部电话，有可能会连接其他的电话交换机

电路交换（Circuit Switching）：通过物理线路的连接，动态地分配传输线路资源

电路交换的优点：

通信前从主叫端到被叫端建立一条专用的物理通路，在通信的全部事件内，两个用户始终占用端到端的线路资源。数据直达，传输速率高

电路交换的缺点：

建立/释放连接，需要额外的时间开销

线路被通信双方独占，利用率低

线路分配的灵活性差

交换节点不支持“差错控制”（无法发现传输过程中的发生的数据错误）

假设小红要给小美发送一些数据，这串数据是0100，那么在数据传输的过程中，可能会因为一些电磁干扰而导致这串数据在传输过程中发生了错误，从0100变成了0101，这串数据经过的线路越多越容易出现这种错误，如果这些数据每经过一段链路，这个交换结点都会检查一下数据有没有错，如果有错，修正数据，这个过程就是差错控制，但可惜的是电路交换这种技术并不支持交错控制

电路交换更适用于：低频次，大量地传输数据

但不巧的是，计算机之间数据往往是“突发式”传输，即往往是高频次，少量地传输数据

报文交换——用于电报网络

转储转发的思想，把传送的数据单元先存储进中间节点，再根据目的地址转发至下一节点

相比于电路交换技术，他们在发送数据前是否需要和接收方建立连接呢？

不需要。直接把报文丢到网络上，让这些中间节点帮我逐层转发就可以了

只要确保报名都包含必要控制信息就可以了，要说明从哪发，要发到哪

还有用户数据，每个报文可以携带的信息各不相同，如果小帅只是和小美进行文字聊天，那么小帅给小美发的报文只需要包含少量的文字，如果小丑要给小扁发一个好看的电影，那么他的报文就需要携带更多的用户数据

报文交换的优点：

通信前无需建立连接

数据以报文为单位被交换节点间存储转发，通信线路可以灵活分配

在通信时间内，两个用户无需独占一整条物理线路。相比于电路交换，线路利用率高

交换节点支持“交错控制”（通过校验技术）

报文交换的缺点：

报文不定长，不方便存储转发管理

长报文的存储转发时间开销大，缓存开销大

长报文容易出错，重传代价高

分组交换——用于现代计算机网络

假设小帅要给小美发送一个数据，在数据传输前要拆分为多个分组，每个分组都包含首部的信息，通过H!这台电脑可以把多个分组发送到下一个中间节点，所有的这些分组最终都会发送到H5这台计算机上，分组0和分组1走上面一条路，当分组2要被转发出去时，中间节点发现上面一条路线已经足够拥堵了，就可以发到更空闲的路线上，由于下面一条路线比较通常，分组2遥遥领先，一路来到了H5这台计算机上，也就是H5先接收到了分组2，最后收到这些分组的顺序是201，通过分组首部的分组号，H5这台电脑可以对分组进行重新排序成012的顺序，再将不必要的首部信息拆分出去最后合并成用户数据

在现代生活中，路由器就是一种典型的分组交换机

分组交换的优点：

继承了报文交换的所有优点

相比于报文交换，分组交换改进了如下问题

分组定长，方便存储转发管理

分组的存储转发时间开销小，暖存开销小

分组不易出错，重传代价低

分组交换的缺点

相比报文交换，控制信息占比增加了

相比电路交换，依然存在存储转发时延

报文被拆分为多个分组，传输过程中可能会出现失序，丢失等问题，增加处理的复杂度