计算机网络之数据交换（电路交换，报文交换，分组交换）电路交换报文交换分组交换分组交换与电路交换

• 电路交换
• 报文交换
• 分组交换

如何实现数据通过网络核心从源主机到达目的主机？

就要经过网络核心进行数据交换，数据不断从一个网络交换到另一个网络，直到到达目的主机。所以网络核心解决的基本问题就是数据交换。

数据交换主要有三种：

• 电路交换
• 报文交换
• 分组交换

电路交换

最典型电路交换网络：电话网络

电路交换的三个阶段：

• 建立连接（呼叫/电路建立）
• 通信
• 释放连接（拆除电路） 电路交换是独占资源的，建立连接之后，就会独占这条链路进行数据交换，但不是物理链路上只有这一个连接，因为电路交换会进行多路复用。

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电路交换网络如何共享中继线？ 通过多路复用技术，电路交换可以共用中继线

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报文交换

报文：源（应用）发送信息整体。比如要发送一个文件，那么这个文件的信息就是要发送的报文。

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分组交换

分组：报文分拆出来的一系列相对较小的数据包 分组交换需要报文的拆分与重组 分组交换相对于报文交换会产生额外开销，因为i要进行数据的拆分和重组

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分组交换:统计多路复用 统计多路复用就是，按顺序接受来自多个主机的分组，并且按接受的顺序的发送，并不进行区分，对路由器来说，所有的分组都是等价的，所以分组交换是公用发送信道的。

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不同的分组序列顺序是不确定的，按需求共享，谁发送的分组多且快，那么自然占用的就高。

存储转发

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报文交换与分组交换均采用存储-转发交换方式 区别是：

• 报文交换以完整报文进行“存储-转发”
• 分组交换以较小的分组进行“存储-转发 两种方式各有各的特点，下面我们就具体的分析

首先从发送速率上来说，报文交换就比较简单，易于分析

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对上面的例子来说： 报文交换每次都是交换完整的报文 报文长度为M bits，链路带宽为R bps，每次传输报文需要M/R秒 所以报文要从源主机到目的主机，就需要三次传输延迟

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另一方面，路由器至少需要一个报文长度M那么大的缓存

我们再来分析分组交换的过程 分组交换:报文被拆分为多个分组，分组长度为L bits，每个分组传输时延为L/R秒 例:M=7.5 Mbits，L=1500bits，M=5000L，R = 1.5 Mbps。

下面我们来分析分组转发的具体过程：

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第一个分组到达第一个路由器所需要的时间，是一个L/R

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有趣的在于，在第二个分组到达第一个路由器的时候，第一个分组已经从第一个路由器发到了第二个路由器，这样效率显然提高了，分组交换不同报文交换，可以充分利用链路同时传播的能力

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所以分组交换发送完一个报文段，只需要

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时间远比报文交换要小 我们再考虑进行分组交换时，路由器的理论最小需要的缓存就是一个分组的大小，因此所需要的缓存也小，发送速率也快，所以计算机网络采用的是分组交换的数据交换方式。

分组交换的报文交付时间的计算公式：

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分组交换与电路交换

分组交换允许更多用户同时使用网络！——网络资源充分共享

分组交换绝对优于电路交换？ 也并不是绝对的，分组交换同时也会产生很多问题，由于是共享的，而且分组数量一多，就会发生拥塞和分组丢失，造成巨大的分组延迟

分组交换适用于突发数据传输网络

• 资源充分共享
• 简单、无需呼叫建立

电路交换适用于提供电路级性能保障?

• 例如，音/视频应用所需的带宽保障