第三章 数据交换技术

数据交换概念

• 计算机网络的根本目的是在网络边缘的主机之间实现项目的数据传输，信息交换
• 常见的数据交换技术包括电路交换、报文交换和分组交换
• 基于不同交换技术构建的网络分别称之为电路交换网络、报文交换网络和分组交换网络

电路交换

• 电路交换是最早出现的一种交换方式，电话网络是最早、最大的电路交换网络
• 利用电路交换进行通信包括建立电路、传输数据和拆除电路3个阶段
  • 建立电路：在电路交换网络中，首先需要通过中间交换节点在两台主机之间建立一条专用的信息线路，称为电路；
  • 传输数据：利用建立的电路进行数据的传输
  • 拆除电路：数据传输完毕后，需要拆除该电路
• 优点：电路交换的优点是实时性高，时延和时延抖动都较小
• 缺点：对于突发性数据传输，信道利用率低，且传输速度单一

报文交换

• 发送方把要发送的信息附加上接受主机的地址等控制信息，构成一个完整的报文。然后以报文为单位在交换网络的各节点之间以存储-转发的方式发送，直到发送给接受主机
• 交换网络中的节点会先接受报文,若此时该节点没有要发送的另一个报文,则直接向下一个节点发送该报文;否则就先将该报文进行缓冲存储,轮到该报文时再发送,即"排队"，交换节点的这种接受-暂存-转发的工作方式，就称为“存储-转发”交换方式
• 当结点收到的报文过多而存储空间不够或者输出链路被占用不能及时转发时，就不得不丢弃报文，这是报文交换的缺点，现在计算机网络没有采用报文交换技术
• 一个报文在每个站点的延迟时间，等于接收报文所需要的时间加上向下一个节点转发所需的排队延迟时间之和

分组交换

• 分组交换是目前计算机网络广泛采用的技术。分组交换是报文交换的改进版，它与报文交换的最主要区别在于是否将报文拆分成更小的分组
• 分组交换原理：将一个完整的报文拆分成若干个小组，然后依次将这些小的分组发送出去。每个小分组的长度优先，这使得每个站点所需的存储能力降低
• 分组交换的优点：
  • 交换设备存储容量要求低；
  • 交换速度快
  • 可靠传输效率高
  • 更加公平