【计算机网络】计算机网络的三种交换方式——报文交换

计算机网络的三种交换技术

【计算机网络】计算机网络的三种交换方式——报文交换_报文交换

导读

大家好，很高兴又和大家见面啦！！！

前面我们介绍了计算机网络的第一种交换方式——电路交换。

在电路交换中，整个过程分为3步：

1. 建立连接
2. 传输数据
3. 释放连接

在整个过程中，通信双方会完全占用所建立的通信路径，直到通信结束才会被释放。在数据传输的过程中，因为是建立的专用通信路径，数据的传输不会被干扰，所有的节点之间都是采用的“直通方式”完成传输，所以电路交换的优点包括数据传输速率快，实时性强，但缺点包括建立和释放连接的时间开销大，通信资源的利用率低下，因此适用于低频次大量传输数据。

为了解决通信资源利用率低下的问题，于是便有了第二种交换方式——报文交换。什么是报文交换？报文交换有哪些优点？报文交换有哪些缺点？在今天的内容中，我们将围绕这3个问题进行探讨。

一、报文交换（Message Switching）

2.1 定义

将整个消息（报文）作为整体单元进行存储转发，每个节点接收完整报文后再转发到下一节点。

2.2 个人理解

报文交换就是在确定了始发地与目的地之后，将该信息与需要传输的数据一并进行打包，然后再进行传输。此时传输的信息就是由源地址、目的地址以及用户数据所组成的一个信息包，在计算机网络中，我们将该信息包称为报文。

【计算机网络】计算机网络的三种交换方式——报文交换_数据_02

当计算机1需要将信息发送给计算机5时，此时交换机1会接受计算机1传输过来的报文，并进行识别，确定源地址与目的地址，之后将选择一条空闲的路线，将该报文传输到下一个节点，最终传输给计算机5。

整个过程的实现是通过存储转发（Store-and-Forward）技术得以完成，这是一种网络数据传输技术，其核心思想是：在发送方完全接收整个数据单元后，将其暂存于本地缓冲区，进行完整校验和处理后再转发到目标节点。

报文交换的整个过程分为以下几步：

1. 数据打包：计算机1会将要传输的用户数据连同自己的地址以及目标对象的地址打包成报文
2. 数据传输：打包好的报文会传输给离自己最近的节点——交换机1
3. 数据存储：交换机会将该报文进行存储
4. 数据校验：通过数据校验以确保报文数据没有问题
5. 数据转发：通过查询转发表，找到目标目的地地址所在的路线

• 当存在多条路线时：会选择更加合适的空闲路线
• 当只有一条路线时：会选择该路线

1. 重复2-5，直至报文到达目的地地址

在整个过程中，通信线路只有在数据传输时会被占用，在其余步骤中，均处于空闲状态，因此该交换方式大大提高了通信线路资源的利用率。

2.3 优缺点

2.3.1 优点

报文交换技术有以下几点优势：

1. 无建立连接时延。通信前无须建立连接，没有建立连接时延，用户可随时发送报文。
2. 灵活分配线路。交换节点存储整个报文后，选择一条合适的空闲线路，转发报文。若某条传输路径发生故障，则可重新选择另一条路径传输数据。
3. 线路利用率高。报文在一段链路上传送时，才占用这段链路的通信资源。
4. 支持差错控制。交换节点可对缓存下来的报文进行差错检验。

2.3.2 缺点

报文交换技术同样还是会存在一些不足：

1. 转发时延高。交换节点要将报文整体接收完后，才能查找转发表转发到下一个节点。
2. 缓存开销大。报文的大小没有限制，这就要求交换节点拥有较大的缓存空间。
3. 错误处理低效。报文较长时，发生错误的概率相对更大，重传整个报文的代价也很大。

当通信双方使用报文交换进行通信时，双方无须建立专用的通信线路，因此不存在连接时延；但是在数据传输的过程中，每一个节点都需要等待所有的数据全部传输完成后才能够进行存储，因此传输的过程存在时延；为了确保文件能够正确的传输到通信对象，每个节点在完成存储后都会进行数据校验，确保数据没有问题后，才会通过转发表转发给下一个节点，这就导致了大大增加了存储缓存；当文件传输出现问题时，上级节点会重新传输数据，这就保证了接收方收到的一定是正确的数据；但是当文件过大，其报文较长时，每一次出错都会进行数据的重传，这样不仅大大增加了缓存消耗，还增加了转发的时延，因此这种错误的处理效率太过低下。

结语

在今天的内容中，我们介绍了计算机网络三种交换方式的第二种——报文交换：

1. 报文交换技术允许用户通过电报机发送报文，报文由控制信息和用户数据组成。
2. 报文交换机存储报文并分析控制信息，将报文转发到下一个节点。
3. 报文交换不需要建立连接，且通信线路可以被多个用户共享，提高了线路利用率。
4. 报文交换支持差错控制，但缺点包括报文不定长导致的存储转发管理复杂和长报文处理时间长、易出错。

今天的内容到这里就全部结束了，在下一篇内容中我们将继续介绍第三种交换方式——《分组交换》，大家记得关注哦！

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