三种交换方式:电路交换、分组交换、报文交换

三种交换方式:电路交换、分组交换、报文交换


文章目录

    • 三种交换方式:电路交换、分组交换、报文交换
      • 1、电路交换(Circuit Switching)
      • 2、分组交换(Packet Switching)
      • 3、报文交换
      • 4、电路交换、分组交换、报文交换的对比

1、电路交换(Circuit Switching)


简介: 电话问世后不久,人们发现要让所有电话机都两两相连接是不现实的,例:两部电话需要用一对电线就能够相

互连接。5部电话两两相连,则需要10对电线,当电话数量很大时,这种连接方法需要电线数量非常庞大,基本很难

实现。于是人们认识到应当使用中间设备将电话连接来,这个中间设备就是电话交换机。将电话交换机看成是一个有多

开关的开关器,可以将需要通信的任意两部电话的电话线按需接通,大大减少连接的电话线数量。当电话机的数

量增多时,就需要使用很多彼此连接起来的电话交换机来完成全网的交换任务,这样就形成了覆盖全世界的电信网

  • 电路交换

    • 电话交换机接通电话线的方式成为电路交换

    • 通信资源的分配角度来看,交换(Switching)就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源;

    • 电路交换的三个步骤:

      ① 建立连接 (分配通信资源)

      ② 通话 (一直占用通信资源)

      ③ 释放连接(归还通信资源)

    三种交换方式:电路交换、分组交换、报文交换_第1张图片

    建立连接: 使用电话交换机打电话之前,先拨号请求建立信息连接

    通话: 当用户接听电话后,建立通信通道,这条连接保证双方通话时所需的通信资源线会一直占用

    释放连接: 通话完毕后,电话交换机释放刚才使用的这条物理通路,将通信资源都归还给电信网。

2、分组交换(Packet Switching)


背景: 电路交换技术传送计算机之间的数据时,其线路的传输效率低下。这是因为计算机数据突发式地出现

在传输线路上的,当用户正在输入和编辑一份待传输文件时,用户所占用的线路资源暂时未被利用,造成了通信

线路资源被白白浪费。而报文交换技术下的信息传输时延又太长,都不满足计算机数据的实时性要求。因此,计

算机网络采用分组交换

  • 分组交换

    • 简介:在因特网中,最重要的分组交换机就是路由器,它负责将各种网络互连起来,并对接受到的分组进行转发,也就是进行分组交换。

    • 例子: 主机H6的用户给主机H2的用户发送一条消息,通常我们把表示该消息的整块数据称为一个

      。发送报文之前,先把较长的报文划分成为一个个更小的等长数据段。在每个数据段前面加上一些

      由必要的控制消息组成的首部后,就构成了一个分组,也可简称为,首部称为包头。分组交换机收

      到一个分组后,先将分组暂时储存下来,再检查其首部,按照首部中的目的地址进行查表转发,找到合

      适的转发接口,通过该接口将分组转发给下一个分组交换机。在本例中,主机H6将所构造出的各分组依次

      发送出去,各分组经过途中个分组交换机的储存转发,最终到达主机H2。主机H2收到这些分组后,去掉

      它们的首部,将各数据段组合还原出原始报文。本例中,演示了分组传输过程中的两种情况:① 各分组

      从源站到达目的站可以走不同的路径(也就是不同的路由)② 分组乱序,分组到达目的站的顺序不一定与

      分组在源站发送顺序相同,对于可能出现分组丢失、误码、重复问题没有演示。

    • 添加首部的作用:首部中包含了分组的目的地址,否则分组传输路径中的各分组交换机(也就是各路由器)就不知道如何转发分组。
      三种交换方式:电路交换、分组交换、报文交换_第2张图片
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3、报文交换


  • 分组交换类似,报文交换中的交换节点也采用存储转发形式。
  • 报文交换对报文的大小无限制,这就要求交换结点需要较大的缓存空间。
  • 报文交换较少使用,通常被分组交换所代替(这里不介绍)

4、电路交换、分组交换、报文交换的对比


  • 如图:A、B、C、D分组传输路径上所要经过的4个节点交换机

  • 坐标为时间

  • 电路交换

    • 通信之前首先建立连接,使用建立好的连接进行数据传送;数据传输结束后,需要释放连接,以归还之前建立连接所占用的通信线路资源。
    • 当使用电路交换时,一旦建立连接,中间的各结点交换机就是直通形式的,比特流可以直达终点。
  • 报文交换

    • 随时发送报文,不需要事先建立连接,整个报文先传送到相邻节点交换机,全部储存下来后进行查表转发转发到下一个节点交换机

    • 整个报文需要在各结点交换机进行存储转发,由于不限制报文的大小,因此需要各节点交换机都具有较大

      的缓存空间。

  • 分组交换

    • 随时发送分组,不需要事先建立连接,构成原始报文的一个个分组,依次在各结点交换机上存储转发

      各结点交换机在发送分组的同时,还能缓存接收到的分组。

    • 当使用分组交换时,构成原始报文的一个个分组,在各结点交换机上进行存储转发。相比报文交换,减

      转发时延,还可以避免过长的报文长时间占用链路,同时也有利于进行差错控制

三种交换方式:电路交换、分组交换、报文交换_第4张图片三种交换方式:电路交换、分组交换、报文交换_第5张图片

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