计算机网络 笔记 1 电路交换 报文交换 分组交换

一.介绍

1.电路交换

• 应用实例:电话机(从电话发明至今)
• 过程:建立连接(占用通信资源)—>通话(一直占用通信资源)—>释放连接(归还通信资源)
• 特点:在通话的全部时间内,通话的两个用户始终占用端到端的通信资源
• 分析:电路交换主要应用在电话机网络,而不适用于计算机网络.因为电路交换需要独占一整条线路,会导致线路堵塞,体现在打电话的时候第三方无法呼入,由于电话机使用的低频性(不可能一整天都是通话状态),所以这个缺点可以接受(一般过会儿再呼叫就行),而且,由于是独占了端到端的通信资源,所以延迟率很低,可以保证实时对话,这一点尤为重要.但是,如果是用来传送计算机数据,其线路的传输效率往往很低(计算机往往要一直维持连接状态,但是真正用于数据传输的时间占比很低,如果不一直维持连接状态,则需要频繁建立和释放连接,同样消耗资源且效率低)
• 优点:通信双方延时小
• 缺点:网络传输易堵塞,浪费资源
• 适用范围:连续传输大量数据,且传送时间远大于连接建立时间

2.报文交换

• 应用实例:电报(20世纪40年代,现在报文交换已不使用)
• 过程:客户发送电报—->电报中心接受整份电报—>电报中心存储,等待,转发电报—>客户接收电报
• 原理:存储转发
• 分析:不需要预先分配传输带宽,故传输突发数据时可提高整个网络的信道利用率.(想发送的时候直接发送就行,不发送的时候不会占用通信资源),但也因此,在同时有多个用户发送数据时,会造成拥堵,此时需要电报中心先存储起接受到的数据,形成一条队列,再进行转发,因为是以每份报文为单位的,需要易一整份报文都接受和存储,故延时较长(几分钟到几小时)
• 优点:网络信道利用率较高
• 缺点:延时长,对转发中心要求高(需占用较大存储空间)
• 适用范围:现已不使用

3.分组交换

• 应用实例:计算机网络
• 过程:将要发送的整块数据(报文)划分成多个等长小数据段—>每个分组(包)在网络上独立传输—>在目标主机组合还原成报文
• 原理:存储转发
  分析:具有报文转发的优点,同时缩小报文转发的缺点.因为每个包的传输过程都是独立的,故具有并行的优点.简单的例子是有10条线路,发送一个100M的文件采用报文交换只能利用到其中一条线路,耗时10分钟,而用分组交换分成10个10M的包进行传输,则第一个包占用一条线路后,其他的包会避开拥堵,选用其他的线路,故只需要1分钟.不过实际上利用率远没有这么高,每个包都需要独立传输,在目标主机还需要组合,故需要附带必要的控制信息(首部).
• 优点:

优点	所采用的手段
高效	在分组传输的过程中动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用
灵活	为每一个分组独立地选择最合适的转发路由
迅速	以分组作为传送单位,不需先建立连接
可靠	保证可靠性的网络协议;分布式多路由的分组交换网,使网络有很好的生存性

- 缺点:对传输的各个包来说,仍需面临拥堵排队问题,且因为分组使得每个包都需要独立携带传输信息,带来更大的开销.

二.比较

电路交换独占了信道(需预先分配传输带宽),可直达.使用存储转发的报文交换和分组交换则共用信道(不需预先分配连接带宽),需转发.
分组交换把整块的数据切分,比报文交换更灵活,高效,迅速