电路交换技术与包交换技术

电路交换技术与包交换技术

从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。

电路交换技术（CS:circuit switching）

通信网中最早出现的一种交换方式，主要应用于电话通信网中。信息传送的最小单位是时隙。传输信息具有透明性。
传输过程中建立链路占据主要时间。

优点：

1. 实时性好（只存在信号传播时延）
2. 稳定的数据传输速率（资源独占，可靠性高）
3. 不存在信道访问延迟

缺点：

1. 不能充分发挥传输介质潜力
2. 长距离电路的建立时间长
3. 扩展性较差
4. 硬件成本高

包交换技术（Packet switching technology）

也称为分组交换技术。将数据包分组并加上分组头。
分组交换实质上是在“存储—转发”基础上发展起来的。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据—分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
数据传输过程中“存储-转发”时延占据主要时间。

优点：

1. 数据可以分流到不同路径，使带宽资源利用更加有效
2. 若链路出现故障同一个报文剩余包可通过其他路径传送

缺点：

1. 存储-转发延迟可能会很大
2. 排队延迟不确定（与流量成正比）
3. 包越多丢失概率越大，报文丢失概率增大

分组交换网络中数据传输时间计算题

评价计算机网络性能指标

• 发送时延
• 传播时延
• “存储-转发”时延
• 带宽/吞吐量
• 丢包率

传输时延即发送时延（Transmission Delay），是主机或者路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从数据帧的第一个比特算起，到该数据帧最后一个比特发送完毕所需要的时间。（数据块从节点进入传输介质所需要的时间）计算公式为：
发送时延=数据帧长度/信道带宽（发送速率）

传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离所花费的时间。即比特在链路中传输的速率，为光速传播或近光速传播，通常忽略不计。传播时延计算公式：
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

“存储-转发”时延是交换节点为“存储-转发”而进行必要处理所花费的时间。包括包的处理、路径的选择和排队等待输出的时间。（当网络拥塞时排队等待时间将很长）

吞吐量：发送者和接受者之间传输数据获得的比特率。取决于瓶颈链路的容量。

丢包原因：交换机的队列长度有限。包到达时队列已满则被丢弃。