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分组交换 电路交换 报文交换,分组交换 报文交换

时间:2023-05-05 03:58:33 阅读:186608 作者:3352

1 .电路交换技术

网络交换技术共经历了四个发展阶段:电路交换技术、消息交换技术、分组交换技术和ATM技术。 公用电话网(PSTN网)和移动网(包括GSM网和CDMA网)都采用电路交换技术,基本特点是采用面向连接的方式。 在双方进行通信之前,通信双方需要分配具有固定带宽的通信电路,通信双方需要在通信结束之前占用分配的资源,并在电路的建立和释放过程中利用相关的信令协议。 该方案的优点在于在通信过程中能够为用户提供足够的带宽,实时性高,时延小,交换设备成本低,但同时网络带宽利用率不高,一旦建立电路,通信双方是否处于通话状态

2 .消息交换技术

消息交换技术与分组交换技术相似,采用内存传输机制,但由于消息交换以消息为传输单位,消息长度差异较大,长消息可能会导致较大的时延,而且对各节点来说缓冲区的分配为了满足不同长度的消息的需要并实现有效的目的,节点必须分配不同大小的缓冲器,否则数据传输可能会失败。 在实际应用中,消息交换主要用于消息传输短、实时性要求低的通信业务,如公用电报网。 消息交换比分组交换出现得早一点,分组交换是基于消息交换,将消息分割成分组进行传输,平衡传输延迟和传输效率,得到广泛的应用。

3 .分组交换技术

电路交换技术主要适用于语音传输相关业务,这种网络交换方式对数据服务来说具有很大的局限性。 首先,由于数据通信突发性强,峰值比特率与平均比特率相差较大,采用电路交换技术,按峰值比特率分配电路带宽会造成资源浪费,按平均比特率分配带宽会造成数据大量丢失。 其次,与语音服务相比,数据服务对延迟没有严格要求,但需要无差错的传输,语音信号可以有一定程度的失真,但实时性一定要高。 分组交换技术是针对数据通信业务的特点提出的一种交换方式,基本特征是采用面向无连接的存储器传输方式,将需要传输的数据按一定的长度分割成许多小数据,在数据之前增加了数据选择和校验等功能的报头字段分组交换技术中,通信前不需要建立连接,各节点首先接收前一个节点传来的分组并保存在缓冲区中,然后根据包头中的地址信息选择合适的链路发送给下一个节点,从而在通信过程中满足用户的要求和要求分组交换比电路交换的电路利用率更高,但等待时间更大。

集团交换提供的业务

交换虚拟电路——是两个用户之间建立的临时逻辑连接。

持久伪电路——是两个用户之间建立的持久逻辑连接。 用户接通电源后,会自动构建永久的虚拟电路。

分组交换网络

数据报网络适用于未连接的网络

虚电路网络是面向连接的网络,维持各连接中连接的状态信息。

道、讯、群交换的特点与比较

(1)电路交换:为了在通信之前在通信双方之间建立被双方独占的物理路径(通信双方之间的交换设备和链路分阶段连接的路径),电路交换具有以下优点和缺点。

优点:

通信线路为通信双方用户专用,数据直通,数据传输时延非常小。

通信双方之间的物理路径建立后,双方随时可以通信,实时性强。

双方通信时按发送顺序发送数据,没有失去顺序的问题。

电路交换既适用于模拟信号的传输,也适用于数字信号的传输。

线路交换的交换设备(交换机等)及控制简单。

坏处:

线路交换的平均连接建立时间对于计算机通信来说太长了。

线路交换连接建立后,物理路径被通信双方独占,即使通信线路空闲,其他用户也无法使用,因此信道利用较低。

线路交换过程中,数据直接交换,不同类型、不同规格、不同速度的终端很难相互通信,通信过程中也很难进行差错控制。

)2)报文交换)报文交换以报文为数据交换单位,报文具有目标地址、源地址等信息,交换节点采用存储传输的传输方式,具有以下优缺点。

优点:

信息交换不需要为通信双方建立专用的通信线路,连接建立没有延迟,用户可以随时发送信息。

由于采用了存储器传输的传输方式,具有以下优点。 a .由于便于在消息交换中设置代码检查和数据重传设施,而且交换节点有路径选择,所以在某个转发路径发生故障时,可以重新选择另一个路径来转发数据,提高了转发的可靠性; b .存储器传输中代码转换和速率匹配很容易,收发双方也可以不是同时可以使用的状态。 这样,不同类型、规格、速度的计算机之间的通信变得容易。c .提供多用途的服务,即一个消息可以同时发送到多个目的地,通过线路交换很难实现; d .允许建立数据传输优先级,优先转换优先级高的消息。

通信双方不固定占用一条通信线路,而是在不同时间逐级部分占用,大大提高了通信线路的利用率。


缺点:
①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程,从而引起转发时延(包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等),而且网络的通信量愈大,造成的时延就愈大,因此报文交换的实时性差,不适合传送实时或交互式业务的数据。
②报文交换只适用于数字信号。
③由于报文长度没有限制,而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文,当输出线路不空闲时,还可能要存储几个完整报文等待转发,要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本,减少结点的缓冲存储器的容量,有时要把等待转发的报文存在磁盘上,进一步增加了传送时延。

(3)分组交换:分组交换仍采用存储转发传输方式,但将一个长报文先分割为若干个较短的分组,然后把这些分组(携带源、目的地址和编号信息)逐个地发送出去,因此分组交换除了具有报文的优点外,与报文交换相比有以下优缺点:
优点:
①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输,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,这种流水线式传输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份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机率及等待的时间也必然少得多。
②简化了存储管理。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。
③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短,其出错机率必然减少,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。
④由于分组短小,更适用于采用优先级策略,便于及时传送一些紧急数据,因此对于计算机之间的突发式的数据通信,分组交换显然更为合适些。
缺点:
①尽管分组交换比报文交换的传输时延少,但仍存在存储转发时延,而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。
②分组交换与报文交换一样,每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息,使传送的信息量大约增大5%~10%,一定程度上降低了通信效率,增加了处理的时间,使控制复杂,时延增加。
③当分组交换采用数据报服务时,可能出现失序、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,增加了麻烦。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。
总之,若要传送的数据量很大,且其传送时间远大于呼叫时间,则采用电路交换较为合适;当端到端的通路有很多段的链路组成时,采用分组交换传送数据较为合 适。从提高整个网络的信道利用率上看,报文交换和分组交换优于电路交换,其中分组交换比报文交换的时延小,尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。

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