图解数据交换技术——电路交换、报文交换、分组交换

文章目录

• • 一、数据交换技术
  • 二、数据交换技术三种方式
  • • 2.1电路交换
    • 2.2报文交换
    • 2.3分组交换
  • 三、数据交换技术总结

一、数据交换技术

是什么
数据交换技术是实现网络边缘的主机在大规模网络核心进行数据交换的基础

• 网络边缘：连接到网络的所有端设备(包含主机)
• 网络核心：交换节点(如路由器)及传输介质(通信链路)的集合，也称为通信子网

网络如图所示：

通俗理解下，数据交换技术是为了让两台主机进行数据传输，消息交换

二、数据交换技术三种方式

2.1电路交换

传输数据三个步骤如图

• 建立电路：通过中间交换结点为两台主机之间建立一条专用物理链路
• 传输数据：利用电路通信
• 拆除电路：释放信号经过物理链路各个结点

最大的电路交换就是电话网络，
如图所示

电路交换优缺点
优点

• 实时性高:电路建立固定速率传输数据
• 时延较小：中间节点不对数据处理

缺点

• 信道利用率低：建立连接为专用电路，没有数据传输也要占用电路
• 传输速率单一：固定速率传输数据

综上
电路交换是有连接的，适用于语音和视频实时性强的业务

2.2报文交换

为什么有？
主机间交换突发性数据，采用电路交换会浪费信道容量，提出报文交换

什么是？
报文=数据+发送/接受主机地址及其他控制信息
以报文为单位在各个节点以存储—转发方法传送

• 存储——转发：整个报文传送到相邻结点，全部存储后查找转发表，转发下一个结点

在各个节点传输过程如下

报文交换相对于电路交换的优缺点
优点：
信道利用率高：只有报文转发时才占用信道，不存在空闲占用

缺点：
时延长：结点缓存报文，报文排队发送
丢包：当结点缓存满时，便丢弃报文

2.3分组交换

是什么

• 分组是将报文分割成小数据块，每个块上加上地址等控制信息
• 每个分组独立传输到目的地，在目的地将分组重组，还原成报文

报文与分组的关系

分组交换的传输过程

相对于报文交换的优缺点
优点：
1.交换设备存储容量要求低

• 报文交换缓存整个报文
• 分组交换只缓存小分组

2.交换速度快

• 报文比较大时有可能存储到外存，读取速度低
• 分组小存储到内存，读取速度块

3.可靠传输率高

• 报文出错将重传整个报文
• 分组只重传小分组

4.更加公平：

• 报文交换不公平：如果大小报文沿相同路径到相同目的，并且大报文在前，在交换过程中，小报文只有等到大报文传输完，路由器结点接收，才传送。小报文需要更多的时间到达目的地

• 分组交换公平：将大小报文全部拆分为分组，独立传送，总体上小报文比大报文先到达目的地

缺点：
消耗资源：分组在拆分组装时附加更多控制信息

三、数据交换技术总结

电路交换

• 整个数据(报文)的比特流连续从源点到终点

报文交换

• 整个报文先送到相邻结点，全部存储后查找转发表，转发到下一结点(等传输完，下一个传输)

分组交换

• 单个分组(报文一部分)传送到相邻结点，存储下来后找转发表，转发下一结点(流水线式)

三种方式的优缺点都是相对于前一个来说的，那么分组交换一定优于电路交换吗？
不一定，在要求实时性的通信时，电路交换依旧有它的用武之地