三種交換技術的簡介

1．電路交換技術

網路交換技術共經歷了四個發展階段，電路交換技術、報文交換技術、分組交換技術和atm技術。公眾**網（pstn網）和移動網（包括gsm網和cdma網）採用的都是電路交換技術，它的基本特點是採用面向連線的方式，在雙方進行通訊之前，需要為通訊雙方分配一條具有固定頻寬的通訊電路，通訊雙方在通訊過程中將一直占用所分配的資源，直到通訊結束，並且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議。這種方式的優點是在通訊過程中可以保證為使用者提供足夠的頻寬，並且實時性強，時延小，交換裝置成本較低，但同時帶來的缺點是網路的頻寬利用率不高，一旦電路被建立不管通訊雙方是否處於通話狀態，分配的電路都一直被占用。

2．報文交換技術

報文交換技術和分組交換技術類似，也是採用儲存**機制，但報文交換是以報文作為傳送單元，由於報文長度差異很大，長報文可能導致很大的時延，並且對每個節點來說緩衝區的分配也比較困難，為了滿足各種長度報文的需要並且達到高效的目的，節點需要分配不同大小的緩衝區，否則就有可能造成資料傳送的失敗。在實際應用中報文交換主要用於傳輸報文較短、實時性要求較低的通訊業務，如公用電報網。報文交換比分組交換出現的要早一些，分組交換是在報文交換的基礎上，將報文分割成分組進行傳輸，在傳輸時延和傳輸效率上進行了平衡，從而得到廣泛的應用。

3．分組交換技術

電路交換技術主要適用於傳送話音相關的業務，這種網路交換方式對於資料業務而言，有著很大的侷限性。首先資料通訊具有很強的突發性，峰值位元率和平均位元率相差較大，如果採用電路交換技術，若按峰值位元率分配電路頻寬則會造成資源的極大浪費，如果按照平均位元率分配頻寬，則會造成資料的大量丟失。其次是和語音業務比較起來，資料業務對時延沒有嚴格的要求，但需要進行無差錯的傳輸，而語音頻號可以有一定程度的失真但實時性一定要高。分組交換技術就是針對資料通訊業務的特點而提出的一種交換方式，它的基本特點是面向無連線而採用儲存**的方式，將需要傳送的資料按照一定的長度分割成許多小段資料，並在資料之前增加相應的用於對資料進行選路和校驗等功能的頭部字段，作為資料傳送的基本單元即分組。採用分組交換技術，在通訊之前不需要建立連線，每個節點首先將前一節點送來的分組收下並儲存在緩衝區中，然後根據分組頭部中的位址資訊選擇適當的鏈路將其傳送至下乙個節點，這樣在通訊過程中可以根據使用者的要求和網路的能力來動態分配頻寬。分組交換比電路交換的電路利用率高，但時延較大。

分組交換提供的業務

交換虛電路——指在兩個使用者之間建立的臨時邏輯連線。

永久虛電路——指在兩個使用者之間建立的永久性的邏輯連線。使用者一開機，一條永久虛電路就自動建立起來了。

分組交換網路

資料報網路是乙個面向無連線的網路

虛電路網路是乙個面向連線的網路為每條連線中的連線維護狀態資訊．

路、報文、分組交換的特點和比較

（1）電路交換：由於電路交換在通訊之前要在通訊雙方之間建立一條被雙方獨佔的物理通路（由通訊雙方之間的交換裝置和鏈路逐段連線而成），因而有以下優缺點。

優點：①由於通訊線路為通訊雙方使用者專用，資料直達，所以傳輸資料的時延非常小。

②通訊雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通訊，實時性強。

③雙方通訊時按傳送順序傳送資料，不存在失序問題。

④電路交換既適用於傳輸模擬訊號，也適用於傳輸數碼訊號。

⑤電路交換的交換的交換裝置（交換機等）及控制均較簡單。

缺點：①電路交換的平均連線建立時間對計算機通訊來說嫌長。

②電路交換連線建立後，物理通路被通訊雙方獨佔，即使通訊線路空閒，也不能供其他使用者使用，因而通道利用低。

③電路交換時，資料直達，不同型別、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通訊，也難以在通訊過程中進行差錯控制。

優點：①報文交換不需要為通訊雙方預先建立一條專用的通訊線路，不存在連線建立時延，使用者可隨時傳送報文。

②由於採用儲存**的傳輸方式，使之具有下列優點：a.在報文交換中便於設定**檢驗和資料重發設施，加之交換結點還具有路徑選擇，就可以做到某條傳輸路徑發生故障時，重新選擇另一條路徑傳輸資料，提高了傳輸的可靠性；b.在儲存**中容易實現**轉換和速率匹配，甚至收發雙方可以不同時處於可用狀態。這樣就便於型別、規格和速度不同的計算機之間進行通訊；c.提供多目標服務，即乙個報文可以同時傳送到多個目的位址，這在電路交換中是很難實現的；d.允許建立資料傳輸的優先順序，使優先順序高的報文優先轉換。

③通訊雙方不是固定占有一條通訊線路，而是在不同的時間一段一段地部分占有這條物理通路，因而大大提高了通訊線路的利用率。

缺點：①由於資料進入交換結點後要經歷儲存、**這一過程，從而引起**時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、傳送時間等），而且網路的通訊量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實時性差，不適合傳送實時或互動式業務的資料。

②報文交換只適用於數碼訊號。

③由於報文長度沒有限制，而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文，當輸出線路不空閒時，還可能要儲存幾個完整報文等待**，要求網路中每個結點有較大的緩衝區。為了降低成本，減少結點的緩衝儲存器的容量，有時要把等待**的報文存在磁碟上，進一步增加了傳送時延。

（3）分組交換：分組交換仍採用儲存**傳輸方式，但將乙個長報文先分割為若干個較短的分組，然後把這些分組（攜帶源、目的位址和編號資訊）逐個地傳送出去，因此分組交換除了具有報文的優點外，與報文交換相比有以下優缺點：

優點：①加速了資料在網路中的傳輸。因為分組是逐個傳輸，可以使後乙個分組的儲存操作與前乙個分組的**操作並行，這種流水線式傳輸方式減少了報文的傳輸時間。此外，傳輸乙個分組所需的緩衝區比傳輸乙份報文所需的緩衝區小得多，這樣因緩衝區不足而等待傳送的機率及等待的時間也必然少得多。

②簡化了儲存管理。因為分組的長度固定，相應的緩衝區的大小也固定，在交換結點中儲存器的管理通常被簡化為對緩衝區的管理，相對比較容易。

③減少了出錯機率和重發資料量。因為分組較短，其出錯機率必然減少，每次重發的資料量也就大大減少，這樣不僅提高了可靠性，也減少了傳輸時延。

④由於分組短小，更適用於採用優先順序策略，便於及時傳送一些緊急資料，因此對於計算機之間的突發式的資料通訊，分組交換顯然更為合適些。

缺點：①儘管分組交換比報文交換的傳輸時延少，但仍存在儲存**時延，而且其結點交換機必須具有更強的處理能力。

②分組交換與報文交換一樣，每個分組都要加上源、目的位址和分組編號等資訊，使傳送的資訊量大約增大5%～10%，一定程度上降低了通訊效率，增加了處理的時間，使控制複雜，時延增加。

③當分組交換採用資料報服務時，可能出現失序、丟失或重複分組，分組到達目的結點時，要對分組按編號進行排序等工作，增加了麻煩。若採用虛電路服務，雖無失序問題，但有呼叫建立、資料傳輸和虛電路釋放三個過程。

總之，若要傳送的資料量很大，且其傳送時間遠大於呼叫時間，則採用電路交換較為合適；當端到端的通路有很多段的鏈路組成時，採用分組交換傳送資料較為合適。從提高整個網路的通道利用率上看，報文交換和分組交換優於電路交換，其中分組交換比報文交換的時延小，尤其適合於計算機之間的突發式的資料通訊

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交換機的三種交換方式

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