温故：

        上一篇文章中讲了各种多路复用技术，咱们再回顾一下，有频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用和码分多路复用。这几种复用技术的特点是：FDM是以频段不同来区分不同的信号的，特点是信道不独占，但是时间共享，每一子信道使用的频带不重叠；TDM的特点是独占时隙，但是信道资源共享，每一个子信道使用的时隙不重叠；而CDM的特点是所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输，它在信道与时间资源上均为共享。

知新：

        说完了多路复用技术之后，咱们再聊一聊数据交换技术。既然是数据交换，自然就要有接收方和发送方以及处于中间负责信息转换地交换设备。在一个数据交换的网络拓扑里面，常常是这样的：即发送方与接收方统称为网络站点，网络站点之间是不直接连接的，二者之间的数据交换需要中间的网络结点来进行连接，网络结点只承担交换任务，不关心传输的数据内容。我们看一下图：

一、线路交换

        数据交换可以分为两大类，分别是线路交换和存储转发交换，而且细分的话，存储转发交换又可以分为报文交换和分组交换，那么咱们先来了解一下线路交换。线路交换的实质就是电路交换，它类似于电话系统，希望通信的计算机之间提前建立好连接，线路的交换过程大致可以认为是建立线路、占用线路并进行数据传输、电路拆除三个阶段。

         1、电路建立：在传输任何数据之前，要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。如图所示,若PC1站要与PC2站连接，典型的做法是，PC1站先向与其相连的A节点提出请求，然后A节点在通向C节点的路径中找到下一个支路。比如A节点选择经B节点的电路，在此电路上分配一个未用的通道，并告诉B它还要连接C节点；B再呼叫C，建立电路BC，最后，节点C完成到PC2站的连接。这样A与C之间就有一条专用电路ABC，用于PC1站与PC2站之间的数据传输。

         2、数据传输：线路ABC之间建立连接之后，在整个的数据传输过程中，所建立的电路必须保持连接状态，本次建立起的物理链路资源属于主机PC1和主机PC2两个站点，且仅属于本次通信，在该物理链路被释放之前，哪怕线路上没有数据传输，其他站点也无法使用该线路。

        3、电路拆除：数据传输结束之后，由某一方发出拆除请求，然后逐结点拆除，以便重新分配资源。

        总结：前面已经说了，线路建立之后，会出现线路占用，资源利用率不高，同时建立连接的过程长，如果仅仅需要传输很短时间的数据，但是建立连接的时间却大于传输数据的时间就有些得不偿失了，因此不适合那种突发性通讯，电路交换适用于高负荷的持续通信和实时性要求较强的场合。

二、存储转发交换

        为什么会有存储转发交换呢？因为前面 我已经说了电路交换会存在一个问题就是线路占用，哪怕此时建立的线路没有数据传输，那么该线路也不会被其他站点使用，这样其实就造成了一定程度上的资源浪费，尤其是当端点之间的数据由随机性和突发性时，采用电路交换的方式就会浪费信道容量和有效时间，所以才有了存储转发交换方式。

        存储转发交换的原理是在交换的过程中，交换的设备将收到的数据首先存储到缓冲区，然后等待信道空闲时再转发出去，，这种交换方式就可以动态的使用线路，大大提升线路的利用率。根据交换的数据单位的不同，存储转发又可以分为报文交换和报文分组交换。

        1、报文交换

        报文交换(Message Switching )又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址。

        优点：

        ①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。

        ②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：

                a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；

                b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；

                c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；

                d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。

        ③通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。

        缺点：

        ①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。

        ②报文交换只适用于数字信号。

        ③由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。

        2、报文分组交换

        分组交换仍采用存储转发传输方式，不同的是将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点：

        ①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。

        ②简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。

        ③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。

        ④由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。

        缺点：

        ①尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。

        ②分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。

        ③当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。

        总结：若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。

        如果大家对这部分有兴趣，可以看我的《计算机网络基础之传输介质》

最后

以上就是幽默学姐为你收集整理的计算机网络基础之数据交换技术温故：知新：的全部内容，希望文章能够帮你解决计算机网络基础之数据交换技术温故：知新：所遇到的程序开发问题。

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