3.2 数据交换技术

无论是打电话还是计算机终端之间进行通信，都需要通过交换机来选择信号的传送路径和建立通信线路，然后才能进行信息交换。信息交换方式有电路交换和分组交换两类。

1.电路交换

电路交换（Circuit Switching）也称为线路交换，是一种直接的交换方式，为一对需要进行通信的节点之间提供一条临时的专用通道，由多个节点交换机和多条中继线路组成一条链路，如图3-9所示。

通话之前必须先拨号呼叫，通过交换机将拨号信令送到被叫用户所在地的交换机，并向用户话机发出电话振铃信号，被叫用户摘机，摘机信令回传到主叫方的交换机后，呼叫即成功。

从主叫端A到被叫端B就建立了一条物理通路，双方可以开始通话；通话结束，主叫方挂机，释放连接通路。

电路交换的通信双方都要在线工作，并且必须运用“确认、通信、释放”三阶段的发送-接收服务，因此被称为面向连接的电路交换技术。

电路交换的优点：

（1）双方通话的时长和内容不受交换机的约束。

（2）传输延迟小，唯一的延迟是信号的传播时间。

（3）线路一旦接通，不会与其他主机发生冲突。

（4）传输数据固定，可靠性高，实时响应能力好。

电路交换的缺点：

（1）通信双方都要在线工作。

（2）线路利用率低，通信双方一旦接通，便独占一条物理线路。

（3）不具备差错控制能力，无法达到计算机通信系统的要求。

（4）通信双方必须做到编码方法、信息格式和传输控制等技术要求一致才能进行通信。

2.分组交换

用电路交换方法传输计算机数据时，线路的传输效率是不高的。因为计算机是以突发方式向传输线路发送数据，因此线路上真正用来传输数据的时间往往不到10%，绝大部分时间内，通信线路实际上是空闲的。

分组交换（Packet Switching）采用“存储-转发”交换方法。将一次性发送的数据信息（称为报文Message）划分成一段一段更小的等长数据段（小报文），例如，每个数据段可分为1500B，然后在每个数据段前面再加上一些必要的目的地址和源地址等重要控制信息，组成首部（Header），首部+数据段构成一个分组，并以分组作为传输单位，如图3-10所示。

分组的首部也称为“包头”，有了它才能使每个分组在交换网络中独立地选择路由。交换网把进网的任一分组都当作单独传送的“小报文”来处理，而不管它属于哪个报文的分组，都可进行单独处理。这种分组交换方式简称为数据包传输方式，作为基本传输单位的“小报文”被称为数据包（Datagram）。

分组交换时不需要先建立一条连接线路。这种不需先建立连接而随时可发送数据的传输方式，称为无连接（Connectionless）传输。

分组交换的优点：

（1）迅速：不需先建立连接，就可向其他计算机发送分组数据。

（2）高效：动态分配传输线路带宽，通信链路实行逐段占用。

（3）灵活：同一报文的不同分组可以由不同的传输路径转发，最终到达同一个目的地址。

（4）可靠：完善的网络协议管理和控制机制，分布式的路由分组交换网，提高了可靠性。

（5）适应不同速率和不同数据格式的系统之间通信。

分组交换的缺点：

（1）延时较大：分组数据包在传输网络各节点进行存储-转发时需排队，造成延时较大。

（2）各分组必须携带一个作为控制用的“首部”（包头），增加了数据传输的开销。

（3）整个分组交换网需要专门的网络协议管理。 40e5K2vsxXRXcfZci3JXVnA465u5hOdT3hUzvrFRwE+XxpT5ErO1cFz6C9DvyztO