数据交换技术（*）:电路交换，报文交换，分组交换的概念，特点和优缺点以及存储转发技术概念

迈不过友情╰ 2023-10-04 12:31 19阅读 0赞

## 什么是数据交换？ ##

> 在计算机网络中，负责传输数据的是通信子网，通信子网由传输线路和中间的结点组成，当发送方和接收方没有直接相连时，发送方发出的数据先到达与之直接相连的中间结点，然后从中间结点传到下一个中间结点，知道到达接收方，这个过程称之为数据交换。

而数据交换技术演变过程有三种技术:

1.  电路交换
2.  报文交换
3.  分组交换

### 电路交换 ###

1.电路交换就好比两个电话相连：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1OTc5NjI5_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
中间的连接我们需要通过一条电话线来进行连接。

2.但是如果电话数量变多，那么我们也需要多个电话线来进行两两连接：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1OTc5NjI5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1OTc5NjI5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
3.但后来我们使用交换机的方式来连接电话线，当两个电话需要通信，通过一个交换机，把两个电话连接起来：  
![在这里插入图片描述][2021050613121817.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1OTc5NjI5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

**而这种交换方式有何特点呢？它的优点和缺点是什么？**

> 1.建立连接（创建一条独立的线路，当通信时不被其他用户所干扰）  
> 2.数据传输（一直占用通信线路）  
> 3.释放连接（释放线路资源）

优点：

> 1.通信时延小 2.有序传输 3.没有冲突 4.适用范围广 5.实用性强

缺点：

> 1.占用线路时间长 2.线路独占，适用效率低 3.灵活性差

**再讲报文交换和分组交换之前，我们先说说什么是存储转发？**

> 存储转发就是：在中间结点或交换机上把需要转发的数据存储起来，然后检查数据的正确性以及根据数据中（首部）所带的目的地址通过查找表找到想要最适合的线路转发出去。

### 报文交换 ###

报文交换：发送方在发送一个数据时，中间结点在收到这个报文时，会 暂时存放在结点的存储设备中，等到需要传输的线路空闲的时候，再根据报文中的所指的目的地址转发到下一个适合的结点，直到送到接收方。

**而这种交换方式有什么特点呢？它的优点和缺点在哪里？**

> 1.不需要先建立连接 2.把数据组织成一个报文，报文中首部存放目的地址和源地址

优点:

> 1.  无需建立一条独立的通信线路 2.通过存储转发动态分配线路 3.传输可靠性高（具有差错校验和重发技术） 4.提高了线路的利用率 5.使用灵活

缺点:

> 1.因为使用存储转发技术，大大增加了转发时延  
> 2.因为中间结点存储的是整个报文，所以需要较大的存储空间  
> 3.报文中携带首部信息，就需要传输额外的信息量

### 分组交换 ###

分组交换是在报文交换基础上进行了改进，同样也使用了储存转发技术，但是又不想报文交换那样以整个报文为单位传输，而是把报文信息分成多个更短的，更小的报文分组（也可以称为数据报）。分组交换在存储转发的过程中，也可以进行差错检验，重发，回送响应等操作，最后接收方把接收到的所有分组按顺序重新组合成数据。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1OTc5NjI5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1OTc5NjI5_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
分成多个分组，并把每一个分组前面添加首部。

与报文交换相比，分组交换多出优点如下:  
1.不需要整个报文信息进行传输，而是把报文信息拆分成一个个小的分组，某个结点在发送一个分组后，就可以快速发送下一个分组，这样在传输的过程中就减少了转发时延的总和。  
2.因为分组信息量小，大大提高了线路的利用率  
3.在发现分组有差错后，不需要重发整个报文信息，而是把错误的分组重发，提高了发送效率。

**分组交换的特点是什么?它有什么优点和缺点？**

> 1.无需建立连接 2.把报文信息分成一个个较短的分组，然后把这些分组添加首部一个个发送出去

优点：

> 1.无需建立连接 2.提高线路的利用率 3.相比与报文传输，高效化提高了传输效率 4.减少了重发数据量

缺点:

> 1 具有转发时延  
> 2.（需要给每个分组添加首部）需要传输额外的信息量

这里顺便提一下分组交换可以分为虚电路和数据报两种业务方式。

虚电路:  
虚电路不同于实体电路，仅在传输数据时才会使用，数据分组沿着所建立的虚电路船速，其接收顺序和发送顺序是相同的。同样的，也需要建立，数据传输，虚电路释放3个步骤。

数据报：  
要求每个分组数据携带发送方和接收方的全网络地址，分组可能沿着不同的线路传输，所以接收方接收到的数据可能和发送数据顺序不一样，要求接收方需要把接收到的分组顺序化，才能恢复原来的报文。

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