计算机网络三种交换方式（电路交换，分组交换，报文交换）超详细对比整理

素颜马尾好姑娘i 2021-07-25 02:57 720阅读 0赞

> 笔记整理于 B站湖科大计算机网络微课堂（有字幕无背景音乐版）（陆续更新中…） [视频链接][Link 1]

### 目录 ###

*   *  1、电路交换（Circuit Switching）
     *  2、分组交换（Packet Switching）
     *  3、报文交换（Message Switching）
     *  4、三种交换方式的对比

> 在计算机网络中有三种主要的数据交换方式，分别是电路交换、报文交换和分组交换，三种方式各有优缺点。

## 1、电路交换（Circuit Switching） ##

![image-20201006182240000][]

> 传统两两相连的方式，当电话数量很多时，电话线也很多，就很不方便
> 
> 所以要使得每一部电话能够很方便地和另一部电话进行通信，就应该使用一个**中间设备**将这些电话连接起来，这个中间设备就是**电话交换机**

![image-20201006182634249][]

*  电话交换机接通电话线的方式称为电路交换；
 *  从通信资源的分配角度来看，交换（Switching）就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源；
 *  电路交换的三个步骤：
    
    1、建立连接（分配通信资源）
    
    2、通话（一直占用通信资源）
    
    3、释放连接（归还通信资源）

![image-20201006183020317][image-20201006182240000]

> 当使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的传输效率往往很低。
> 
> 这是因为计算机数据是突发式地出现在传输线路上的。
> 
> 所以计算机通常采用的是**分组交换**，而不是线路交换

## 2、分组交换（Packet Switching） ##

![image-20201006183312843][]

> 通常我们把表示**该消息的整块数据**成为一个**报文**。
> 
> 在发送报文之前，先把较长的报文划分成一个个更小的**等长数据段**，在每一个数据段前面。加上一些由必**要的控制信息组成的首部**后，就构成一个分组，也可简称为“包”，相应地，首部也可称为“包头”。
> 
> 首部包含了**分组的目的地址**
> 
> 分组从源主机到目的主机，可走不同的路径。

发送方

*  构造分组
 *  发送分组

路由器

*  缓存分组
 *  转发分组
 *  简称为“分组转发”

> 在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。
> 
> 路由器处理分组的过程是：
> 
> 1.  把收到的分组先**放入缓存（暂时存储）；**
> 2.  **查找转发表**，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；
> 3.  把分组送到适当的端口**转发**出去。

接收方

*  接收分组
 *  还原报文

## 3、报文交换（Message Switching） ##

报文交换中的交换结点也采用存储转发方式，但报文交换对报文的大小没有限制，这就要求交换结点需要较大的缓存空间。报文交换主要用于早期的电报通信网，现在较少使用，**通常被较先进的分组交换方式所取代**。

## 4、三种交换方式的对比 ##

> 假设A，B，C，D是分组传输路径所要经过的4个结点交换机，纵坐标为时间

![image-20201006184451671][]

分析：

电路交换：

*  通信之前首先要建立连接；连接建立好之后，就可以使用已建立好的连接进行数据传送；数据传送后，需释放连接，以归还之前建立连接所占用的通信线路资源。
 *  一旦建立连接，中间的各结点交换机就是直通形式的，比特流可以直达终点；

报文交换：

*  可以随时发送报文，而不需要事先建立连接；整个报文先传送到相邻结点交换机，全部存储下来后进行查表转发，转发到下一个结点交换机。
 *  整个报文需要在各结点交换机上进行存储转发，由于不限制报文大小，因此需要各结点交换机都具有较大的缓存空间。

分组交换：

*  可以随时发送分组，而不需要事先建立连接。构成原始报文的一个个分组，依次在各结点交换机上存储转发。各结点交换机在发送分组的同时，还缓存接收到的分组。
 *  构成原始报文的一个个分组，在各结点交换机上进行存储转发，相比报文交换，减少了转发时延，还可以避免过长的报文长时间占用链路，同时也有利于进行差错控制。

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