文章目录0 .思维导图1 .几种传输单元的名词分析2 .线路交换3 .消息交换4 .分组交换(1)数据报)2)虚拟服务)3)消息交换和分组交换的时间消耗比较6 )线路交换、消息交换、分组交换
0 .思想地图
1 .几种传输单元的名词分析
这里讨论的线路交换、消息交换、分组交换可以将这三种交换方式的交换数据单位作为一个整体来处理，不要过于细致地研究以上几个传输单位名词和这三种交换方式之间的关系。 2 .更换电路
在传输数据之前，必须在两个节点之间建立专用的“专用”物理通信路径。 该路径可能经过许多中间节点，因为通信伙伴之间的交换设备和链路是分段连接的。 该路径在数据传输过程中一直被独占，在通信结束之前不会释放。
因此，线路交换技术分为三个阶段：连接建立、数据传输和连接解除。
从通信资源分配的角度来看，“交换”是指以某种方式动态分配传输线路的资源。 线路交换的关键是在数据传输过程中，用户总是占用端到端的固定传输带宽。
线路交换技术的优点是以下：
1 )通信时延小。 通信线路为通信双方用户专用，数据直通，所以数据传输的等待时间非常小。 当传输的数据量较大时，这一点-优点非常明显。
2 )有序传输。 双方在通信时按照发送顺序发送数据，没有失去顺序的问题。
3 )无冲突。 不同的通信具有不同的信道，不会发生物理信道冲突的问题。
4 )适用范围广。 电路交换同时适用于模拟信号和数字信号的传输。
5 )实时性强。 一旦建立了通信双方之间的物理通信，双方就可以随时进行通信。
6 )控制简单。 电路交换的交换设备(交换机等)和控制简单。
电路交换技术的缺点是以下：
1 )连接时间长。 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。
2 )线路垄断，使用效率低。 当建立线路交换连接时，即使是通信线，物理路径也被通信双方独占
因为空闲着，其他用户也不能使用，所以信道的利用率很低。
3 )灵活性差。 如果通信双方建立的任何信道出现故障，则需要再次拨号以建立新的信道
的连接对非常紧急和重要的通信不利。
4 )难以标准化。 线路交换时，数据直达，不同类型、不同标准、不同速度的终端相互困难
进行通信，在通信中进行差错控制也很困难。
请注意，电路建立后，除源节点和目的节点外，电路上的任何节点都将接收“直通”信号
和发送数据，可以减少传输存储所需的时间。
3 .信息交换
数据交换的单位是消息，消息具有源地址、目标地址、数据等信息。
消息交换的主要特点是积累接收到的消息，确定其目的地并选择路由，最后，在下一跳路由空闲时，将数据转发到下一跳路由。 中文名称消息交换，外文名称消息交换。
消息交换技术的优点是以下：
1 )不需要建立连接。 消息交换不需要为通信双方建立专用的通信线路，不存在建立
连接延迟，用户可以随时发送消息。
2 )动态分配线路。 发送方向交换机传递消息时，交换机首先保存整个消息，然后进行选择
合适的空闲线路发送信息。
3 )提高线路可靠性。 如果一条传输线路发生故障，可以选择另一条传输线路传输数据。
因此，传输的可靠性提高了。
4 )提高线路利用率。 通信双方并不是固定占用一个通信线路，而是在不同的时间度过一定的时间
通过占用该物理通道的一部分，通信线路的利用率大幅提高。
5 )提供多目标服务。 虽然可以同时向多个收件人发送一个消息，但是这在线路交换中很难实现。
消息交换技术的缺点是以下：
1 )数据进入交换节点后，经过存储、传输的过程，所以传输延迟(包括接收)
消息、正确性验证、队列、发送时间等)。
2 )消息交换对消息的大小没有限制，网络节点需要较大的缓存空间。
注意：消息交换主要用于早期的电报通信网中，但现在很少使用，通常用于先进的分组交换
被方式所取代。
4 .分组交换
和信息交换一样，数据包交换也采用内存传输方式，但解决了信息交换中较大的信息传输问题。 分组交换是限制每次传输的数据块的大小的上限，将大的数据块分割成合理的小数据块，加上源地址、目的地址、号码信息等必要的控制信息，构成分组(Packet )。 网络节点基于控制信息，将数据包发送给下一节点，下一节点在接收到数据包后，暂时保存并排队等待转发，基于数据包控制信息选择其下一节点，直到到达目的节点。 到达目的地后的数据包再次结合，成为完整的数据。
分组交换的优点是以下：
1 )无安装延迟。 不需要为通信双方建立专用的通信线路，没有连接建立的延迟，用户能够随时发送分组。
2 )线路利用率高。 通信双方不是固定地占用一条通信线路，而是在不同的时间各占用一条物理通道，大大提高了通信线路的利用率。
3 )简化消息交换的存储管理。 因为数据包的长度是固定的，对应的缓冲器的大小也是固定的，所以交换节点的存储器管理通常可以简化为缓冲器的管理，比较容易。
4 )传输高速化
。分组是逐个传输的，可以使后-一个分组的存储操作与前一一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。5)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。
分组交换的缺点如下:
1)存在传输时延。尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但相对于电路交换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)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，因此使得传送的信息量增大了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。
分组交换根据其通信子网向端点系统提供的服务，还可进一步分为面向连接的虚电路方式和
无连接的数据报方式。这两种服务方式都由网络层提供。要注意数据报方式和虚电路方式是分组 交换的两种方式。
带有序号的数据单元，并在网络层加上地址等控制信息后形成数据报分组(即网络层PDU)。中 间结点存储分组很短一段时间，找到最佳的路由后，尽快转发每个分组。不同的分组可以走不同
的路径，也可以按·不同的顺序到达目的结点。
（2）虚电路 在虚电路方式中，端系统每次建立虚电路时，选择一个未用过的虚电路号分配给该虛电路，以区别于本系统中的其他虚电路。在传送数据时，每个数据分组不仅要有分组号、校验和等控制信息，还要有它要通过的虚电路号，以区别于其他虚电路上的分组。在虚电路网络中的每个结点上都维持–张虚电路表，表中的每项记录了一个打开的虚电路的信息，包括在接收链路和发送链路上的虚电路号、前一结点和下一结点的标识。数据的传输是双向进行的，上述信息是在虚电路的建立过程中确定的。虚电路之所以是“虚”的，是因为这条电路不是专用的·，每个结点到其他结点之间的链路可能同时有若干虚电路通过，也可能同时与多个结点之间建立虚电路。每条虚电路支持特定的两个端系统之间的数据传输，两个端系统之间也可以有多条虚电路为不同的进程服务，这些虚电路的实际路由可能相同也可能不同。
（3）数据报服务和虛电路服务的比较 5.报文交换与分组交换的时间消耗比较 6.电路交换、报文交换、分组交换的交换方式比较