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通信基础 —— 电路交换、报文交换与分组交换

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一、电路交换


在进行数据传输前,两个结点之间必须先建立一条专用(双方独占)的物理通信路径,该路径可能经过许多中间结点。这一路径在整个数据传输期间一直被独占,直到通信结束后才被释放。因此,电路交换技术分为三个阶段:连接建立、数据传输和连接释放。

电路建立后,除源结点和目的结点外,电路上的任何结点都采取 直通方式 接收数据和发送数据,即不会存在存储转发所耗费的时间。

优点:

  1. 通信时延小。 由于通信线路为通信双方用户专用,数据直达,因此传输数据的时延非常小。当传输的数据量较大时,这一优点非常明显。
  2. 有序传输。 双方通信时按发送顺序传送数据,不存在失序问题。
  3. 没有冲突。 不同的通信双方拥有不同的信道,不会出现争用物理信道的问题。
  4. 适用范围广。 电路交换既适用于传输模拟信号,又适用于传输数字信号。
  5. 实时性强。 通信双方之间的物理通路一旦建立,双方就可以随时通信
  6. 控制简单。 电路交换的交换设备(交换机等)及控制均较简单。

缺点:

  1. 建立连接时间长。 电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说太长。
  2. 线路独占,使用效率低。 电路交换连接建立后,物理通路被通信双方独占,即使通信线路空闲,也不能供其他用户使用,因而信道利用率低。
  3. 灵活性差。 只要在通信双方建立的通路中的任何一点出了故障,就必须重新拨号建立新的连接,这对十分紧急和重要的通信是很不利的。
  4. 难以规格化。 电路交换时,数据直达,不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信,也难以在通信过程中进行差错控制。

二、报文交换


数据交换的单位是报文,报文携带有目标地址、源地址等信息。报文交换在交换结点采用的是存储转发的传输方式

优点:

  1. 无须建立连接。 报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路,不存在建立连接时延,用户可以随时发送报文
  2. 动态分配线路。 当发送方把报文交给交换设备时,交换设备先存储整个报文,然后选择条合适的空闲线路,将报文发送出去
  3. 提高线路可靠性。 某条传输路径发生故障,那么可另一条路径传输数据,因此提高了传输的可靠性。
  4. 提高线路利用率。 通信双方不是固定占有一条通信线路,而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通道,因而大大提高了通信线路的利用率。
  5. 提供多目标服务。 一个报文可以同时发送给多个目的地址,这在电路交换中是很难实现的

缺点:

  1. 存在转发延时。 由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程,因此会引起转发时延
  2. 需要较大的缓存空间。 报文交换对报文的大小没有限制,这就要求网络结点需要有较大的缓存空间。

三、分组交换


同报文交换一样,分组交换也采用存储转发方式,但解决了报文交换中大报文传输的问题,分组交换限制了每次传送的数据块大小的上限,把大的数据块划分为合理的小数据块。

优点:(相对于报文交换新增加的优点)

  1. 简化了存储管理(相对于报文交换)。 因为分组的长度固定,相应的缓冲区的大小也固定,在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理,相对比较容易
  2. 加速传输。 分组是逐个传输的,可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行,这种流水线方式减少了报文的传输时间。此外,传输一个分组所需的缓冲区比传输一次报文所需的缓冲区小得多,这样因缓冲区不足而等待发送的概率及时间也必然少得多。
  3. 减少了出错概率和重发数据量。 因为分组较短,其出错概率必然减小,所以每次重发的数据量也就大大减少,这样不仅提高了可靠性,也减少了传输时延。

缺点:(相对于报文交换新增加缺点)

  1. 需要传输额外的信息量。 每个小数据块都要加上源地址、目的地址和分组编号等信息,从而构成分组
  2. 当分组交换采用数据报服务时,可能会出现 失序、丢失或重复分组 ,分组到达目的结点时,要对分组按编号进行排序等工作,因此很麻烦。若采用虚电路服务,虽无失序问题,但有 呼叫建立、数据传输和虚电路 释放三个过程

转载:https://blog.csdn.net/starter_____/article/details/102228589
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