计算机网络学习2：三种交换方式：电路交换、分组交换、报文交换

1、电路交换

2部电话相连接需要1个电话线。

5部电话相连接需要10根电话线。

n个电话相连接需要n*（n-1）/2电话线。

增加一个中间设备：电话交换机进行简便，减少电话线的数量。

• 电话交换机接通电话线的方式称为电路交换。
• 交换：按照某种方式动态地分配传输线路的资源。
• 类似于现在的交换机。
  
  电路交换的步骤：
  1、建立连接（分配通信资源，建立一个专用的物理通路）
  2、通话，一直占用通信资源。
  3、释放连接（归还通信资源。）
  线路的传输效率往往很低，所以不适合用在交换传送计算机数据。

因此在互联网中，一般采用分组交换的。

分组交换

通常把表示消息的整块数据称为一个报文。发送报文前，把报文划分成等长的数据段，然后加上必要的控制信息组成的首部之后，就构成了一个分组，可以简称为包，首部也可以叫做包头。

首部的作用：包含了分组的目的地址。
分组交换机收到分组之后，先将分组存储下来，然后检查首部，然后查表转发。查到对应的端口即可进行转发。

目的主机收到后，去掉首部，然后组合成为原始报文。

分组到达目的站的顺序可以与发送的顺序不一样。

发送方需要完成的任务：构造分组、发送分组。
路由器需要完成的任务：缓存分组、转发分组。
接收方需要完成的任务：接收分组、还原报文。

报文交换

对比分析、优缺点

目前报文交换使用较少。这里不详细介绍。

电路交换的优点：
1、通信时延小。
2、有序传输。
3、适用范围广。
4、没有冲突。
5、实时性强。
6、控制简单。

缺点：
1、建立连接时间长。
2、线路独占，使用效率比较低。信道利用率差。
3、灵活性差。
4、难以规格化。不同类型、不同速率很难进行交换。

报文交换：要求转发的节点需要比较大的存储空间。是因为其需要存储很多信息报文等。
优点：
1、无需建立连接。不需要为通信双方建立一条通信线路。可以随时发送报文。
2、动态分配线路。节点交换机先存储，然后找一条空闲的线路，然后发送出去。
3、提高线路的可靠性。如果某条路出现了故障，可以重新选择一条，因此提高了可靠性。
4、提高线路的利用率。通信双方不是固定占用一条通信线路，在不同的时间分段部分占用物理线路。
5、提供多目标服务：可以发送个多个目的地址。

缺点：
1、引起了转发时延：因为报文在交换机上要存储转发的过程。
2、需要较大的存储空间：是因为对报文的大小没有限制。
3、需要传输额外的信息量：需要报文携带源地址等信息。

分组交换相比于报文交换，减少了转发的时延。还可以避免过长的报文占用链路，也可以进行差错控制。
优点：
1、无需建立连接。
2、线路利用率高。通信双方不是固定占用一条通信线路，在不同的时间分段部分占用物理线路。
3、简化了存储管理：分组的从长度固定，相对的缓冲区的大小也相同。
4、加速传输：分组是逐个传输的，后一个分组的存储操作与前一个分组的转发可以同时进行
5、减少出错概率和重发数据量。

缺点：
1、引起了转发时延：如报文交换一般。
2、额外的传输信息量。分割了报文，加上了目的地址等信息。传送的信息量增大了。
3、对于数据报服务时，可能存在重复、失序、丢失分组的问题。
对于虚电路服务时，存在呼叫建立、数据传输、虚电路释放三个问题。

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