计算机网络学习2：三种交换方式：电路交换、分组交换、报文交换

拼搏现实的明天。 2023-10-01 10:49 24阅读 0赞

### 1、电路交换 ###

2部电话相连接需要1个电话线。  
![在这里插入图片描述][fc340f74bf7041ab961e239bc4b7d317.png]

5部电话相连接需要10根电话线。  
![在这里插入图片描述][19672e91b3d74b94b582aec44a9bd17f.png]

n个电话相连接需要n\*（n-1）/2电话线。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_9_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
增加一个中间设备：电话交换机进行简便，减少电话线的数量。

*  电话交换机接通电话线的方式称为电路交换。
 *  交换：按照某种方式动态地分配传输线路的资源。
 *  类似于现在的交换机。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
    电路交换的步骤：  
    1、建立连接（分配通信资源，建立一个专用的物理通路）  
    2、通话，一直占用通信资源。  
    3、释放连接（归还通信资源。）  
    线路的传输效率往往很低，所以不适合用在交换传送计算机数据。

因此在互联网中，一般采用分组交换的。

### 分组交换 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_15_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

通常把表示消息的整块数据称为一个报文。发送报文前，把报文划分成等长的数据段，然后加上必要的控制信息组成的首部之后，就构成了一个分组，可以简称为包，首部也可以叫做包头。

首部的作用：包含了分组的目的地址。  
分组交换机收到分组之后，先将分组存储下来，然后检查首部，然后查表转发。查到对应的端口即可进行转发。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_17_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
目的主机收到后，去掉首部，然后组合成为原始报文。

分组到达目的站的顺序可以与发送的顺序不一样。

发送方需要完成的任务：构造分组、发送分组。  
路由器需要完成的任务：缓存分组、转发分组。  
接收方需要完成的任务：接收分组、还原报文。

### 报文交换 ###

![在这里插入图片描述][8a79b6b83d964a4a8ba621b1d30ff4a1.png]

### 对比分析、优缺点 ###

目前报文交换使用较少。这里不详细介绍。

![在这里插入图片描述][89a077a076be420a8b14c04bacc7e4a0.png]  
电路交换的优点：  
1、通信时延小。  
2、有序传输。  
3、适用范围广。  
4、没有冲突。  
5、实时性强。  
6、控制简单。

缺点：  
1、建立连接时间长。  
2、线路独占，使用效率比较低。信道利用率差。  
3、灵活性差。  
4、难以规格化。不同类型、不同速率很难进行交换。  
![在这里插入图片描述][1c10c208a24f45ecaa865fc71c3d8eee.png]  
报文交换：要求转发的节点需要比较大的存储空间。是因为其需要存储很多信息报文等。  
优点：  
1、无需建立连接。不需要为通信双方建立一条通信线路。可以随时发送报文。  
2、动态分配线路。节点交换机先存储，然后找一条空闲的线路，然后发送出去。  
3、提高线路的可靠性。如果某条路出现了故障，可以重新选择一条，因此提高了可靠性。  
4、提高线路的利用率。通信双方不是固定占用一条通信线路，在不同的时间分段部分占用物理线路。  
5、提供多目标服务：可以发送个多个目的地址。

缺点：  
1、引起了转发时延：因为报文在交换机上要存储转发的过程。  
2、需要较大的存储空间：是因为对报文的大小没有限制。  
3、需要传输额外的信息量：需要报文携带源地址等信息。

![在这里插入图片描述][b668177f03e644778b008a76de4f8ad4.png]  
分组交换相比于报文交换，减少了转发的时延。还可以避免过长的报文占用链路，也可以进行差错控制。  
优点：  
1、无需建立连接。  
2、线路利用率高。通信双方不是固定占用一条通信线路，在不同的时间分段部分占用物理线路。  
3、简化了存储管理：分组的从长度固定，相对的缓冲区的大小也相同。  
4、加速传输：分组是逐个传输的，后一个分组的存储操作与前一个分组的转发可以同时进行  
5、减少出错概率和重发数据量。

缺点：  
1、引起了转发时延：如报文交换一般。  
2、额外的传输信息量。分割了报文，加上了目的地址等信息。传送的信息量增大了。  
3、对于数据报服务时，可能存在重复、失序、丢失分组的问题。  
对于虚电路服务时，存在呼叫建立、数据传输、虚电路释放三个问题。

本文是学习b站链接https://www.bilibili.com/video/BV1c4411d7jb?p=3的学习笔记。湖科大的计网网课。

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