【计算机网络】电路交换、报文交换和分组交换——三种交换方式性能分析以及计算机网络的分类

【计算机网络】电路交换、电报交换、分组交换

1. 电路交换

电路交换（Circuit Switching）:通过物理线路的连接，动态地分配传输线路资源。
电路交换的过程“

1. 建立连接（尝试占用通信资源）
2. 通信（一直占用通信资源）
3. 释放连接（归还通信资源）

如果计算机网络采用 “电路交换”技术？

电路交换的优点：

通信前从 主叫端到被叫端建立一条专用的物理通路，在通信的全部时间内，两个用户始终占用端到端的线路资源。数据直送，传输速率高。（电路交换更适用于：低频次、大量地传输数据）

电路交的缺点：

1. 建立/释放连接，需要额外的时间开销。（计算机之间数据往往是“突发式”传输，即往往会高频次、少量地传输数据）。
2. 线路被通信双方独占，利用率低。
3. 线路灵活性差。
4. 交换节点不支持“差错控制”（无法发现传输过程中的发生的数据错误）

2. 电报交换

报文交换技术

电报包含：控制信息和用户数据
组合在一起称为：message 信息
报文交换机会先存储下来报文。 存储转发表

存储转发的思想：把传送的数据单元先存储进中间节点，再根据目的地址转发至下一节点。

根据当时的网络负载情况来选择线路（先走空闲的线路）

报文技术在通讯之前不需要建立连接

报文交换的优点：

1. 通信前无需建立连接
2. 数据以“报文”为单位被交换节点间“存储转发”，通信，线路可以灵活分配。

报文交换的缺点：

1. 报文不定长，不利于转发处理
2. 长报文的存储转发时间开销大、缓存开销大
3. 长报文容易出错，重传代价高

3. 分组交换

将数据切开，增加源地址、目的地址；分组号。

到了再排序：

路由器就是典型的分组交换机。

分组交换的优点：

1. 通信前无需建立连接
2. 数据以“分组”为单位被交换节点间“存储转发”，通信，线路可以灵活分配。
3. 在通信时间内，两个用户无需独占一整条物理线路。相比于电路交换，线路利用率高。
4. 交换节点支持“差错控制”（通过校验技术）

相对于报文交换，分组交换改进了如下问题：

1. 分组定长，方便存储转发管理
2. 分组存储转发时间开销小，缓存开销小
3. 分组不易出错，重传代价低

分组交换的缺点：

1. 控制信息的占比增加
2. 依然存在存储转发时延
3. 报文被拆分为多个分组，传输过程中可能出现失序、丢失等问题，增加处理的复杂度

4. 基于分组交换~“虚电路交换”技术

1. 建立连接（虚拟电路）
2. 通信（分组按序、按已建立好的既定线路发送，通信双方不独占线路）
3. 释放连接

【计算机网络】电路交换、报文交换和分组交换——三种交换方式性能分析

电路交换性能分析

4Kb 需要8毫秒

数据传送需要11ms

报文交换性能分析

分组交换性能分析

对比

计算机网络的分类

按分布范围来分类

广域网(WAN)：跨省、跨国、跨洲
城域网(MAN)：相邻城市
局域网(LAN):“以太网”
个域网：通过无线技术将个人设备连接起来的网络。比如：蓝牙，Zigbee，星闪

家用路由器相当于：路由器加上交换机（以太网交换机）

按传输技术分类

按拓扑结构分类

（前三个常见于局域网）

1. 总线形结构
   集线器
   
2. 环形结构
   
3. 星形结构
   点对点
   
4. 网状结构（常见于广域网）
   

按使用者分类

按传输介质

小结