數(shù)據(jù)交換技術(shù)的類型有哪些

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數(shù)據(jù)交換技術(shù)主要有三種類型：電路交換、報(bào)文交換和、分組交換。電路交換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失且保持原來的序列；報(bào)文交換方式適合于非實(shí)時(shí)的通信業(yè)務(wù)，如電報(bào)。分組交換能夠有效地改善報(bào)文傳輸時(shí)的時(shí)延現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)信道利用率較高。

數(shù)據(jù)交換技術(shù)主要有三種類型：電路交換、報(bào)文交換和、分組交換。

相關(guān)

通信子網(wǎng)是由若干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互連起來的網(wǎng)絡(luò)。中間的這些交換節(jié)點(diǎn)有時(shí)又稱為交換設(shè)備，這些交換設(shè)備并不處理流經(jīng)的數(shù)據(jù)，而只是簡(jiǎn)單地把數(shù)據(jù)從一個(gè)交換設(shè)備傳送到另一個(gè)交換設(shè)備，直至到達(dá)目的地。子網(wǎng)是為所有進(jìn)入子網(wǎng)的數(shù)據(jù)提供一條完整的傳輸路徑的通路，實(shí)現(xiàn)這種數(shù)據(jù)通路的技術(shù)就稱為“數(shù)據(jù)交換技術(shù)”。

一般按照通信子網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)進(jìn)入子網(wǎng)的數(shù)據(jù)所實(shí)施的轉(zhuǎn)發(fā)方式的不同，可以將數(shù)據(jù)交換方式分為電路交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換兩大類。常用的交換技術(shù)有電路交換、報(bào)文交換和分組交換3種。

電路交換

電路交換（Circuit Switching）方式與電話交換方式的工作過程很類似。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過通信子網(wǎng)交換數(shù)據(jù)之前，首先要在通信子網(wǎng)中通過交換設(shè)備間的線路連接，建立一條實(shí)際的專用物理通路。

用此方式的交換網(wǎng)能為任意一個(gè)入網(wǎng)數(shù)據(jù)提供一條臨時(shí)的專用物理通路，由通路上各節(jié)點(diǎn)在空間上或時(shí)間上完成信道轉(zhuǎn)接而構(gòu)成，為源主機(jī)（輸出端）和宿主機(jī)（接收端）之間建立起一條直通的、獨(dú)占的物理線路。因此，在通路連接期間，不論這條線路有多長(zhǎng)，交換網(wǎng)為一對(duì)主機(jī)提供的都是點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上的數(shù)據(jù)通信，即建立連接的兩端設(shè)備獨(dú)占這條線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，直至該連接被釋放。公用電話網(wǎng)的交換方式采用的就是電路交換，通話雙方一旦建立通話，則可以一直獨(dú)占這條線路，直至通話結(jié)束，釋放連接，這時(shí)其他用戶才能使用這條線路。

電路交換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失且保持原來的序列；其缺點(diǎn)是信道利用率低，即使在兩個(gè)站點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈g歇期，電路也不讓其他站點(diǎn)使用。電路交換適用于實(shí)時(shí)大量連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。

電路交換方式最重要的特點(diǎn)是在一對(duì)主機(jī)之間建立起一條專用的數(shù)據(jù)通路。通信過程包括線路建立、數(shù)據(jù)傳輸和線路釋放3個(gè)過程。通路建立時(shí)需要一定的呼叫建立時(shí)間。一旦通路建立，在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上幾乎沒有延時(shí)，因此適用于實(shí)時(shí)或交互式會(huì)話類通信，如數(shù)字語音、傳真等通信業(yè)務(wù)。但由于通路建立時(shí)，線路是專用的，即使是空閑的，其他用戶也不能使用，因此線路利用率不高。由于通信子網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)（交換設(shè)備）不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，也不能改變數(shù)據(jù)內(nèi)容，并且不具備差錯(cuò)控制能力，因而整個(gè)系統(tǒng)不具備存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，無法發(fā)現(xiàn)與糾正傳輸過程中發(fā)生的數(shù)據(jù)差錯(cuò)，系統(tǒng)效率較低。在電路交換方式的基礎(chǔ)上，人們提出了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式。

報(bào)文交換

報(bào)文交換（Message Switching）是指網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)（交換設(shè)備）先將整個(gè)報(bào)文（Message）完整地接收并存儲(chǔ)下來，然后選擇合適的鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都對(duì)報(bào)文進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)目的地。

在報(bào)文交換中，中間設(shè)備必須有足夠的內(nèi)存，以便將接收到的整個(gè)報(bào)文完整地存儲(chǔ)下來，然后根據(jù)報(bào)文的頭部控制信息，找出報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的下一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)。若一時(shí)沒有空閑的鏈路，報(bào)文就只好暫時(shí)存儲(chǔ)，并等待發(fā)送。因此，一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)于一個(gè)報(bào)文造成的時(shí)延往往不確定。

報(bào)文數(shù)據(jù)在交換網(wǎng)中完全是按接力式傳送的。通信的雙方事先并不知道報(bào)文所要經(jīng)過的傳輸通路，但每個(gè)報(bào)文確實(shí)經(jīng)過了一條邏輯上存在的通路。由于按接力方式工作，任何時(shí)刻一份報(bào)文只占用一條鏈路的資源，不必占用通路上的所有鏈路資源，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的共享性。報(bào)文交換方式雖然不要求呼叫建立線路和釋放線路的過程，但每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)報(bào)文數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間比較長(zhǎng)。報(bào)文交換方式適合于非實(shí)時(shí)的通信業(yè)務(wù)，如電報(bào)；而不適合于傳輸實(shí)時(shí)的或交互式的業(yè)務(wù)，如話音、傳真等。另外，由于報(bào)文交換是以整個(gè)報(bào)文作為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)單位的，因此，當(dāng)報(bào)文傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤需要重傳時(shí)，必須重傳整個(gè)報(bào)文。

分組交換

分組交換又稱包交換（Packet Switching），與報(bào)文交換同屬于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式交換。兩者之間的差別在于參與交換的數(shù)據(jù)單元長(zhǎng)度不同。在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)之間要交換的數(shù)據(jù)不是作為一個(gè)整體進(jìn)行傳輸，而是劃分為大小相同的許多數(shù)據(jù)分組來進(jìn)行傳輸，這些數(shù)據(jù)分組稱為“包”（Packet）。每個(gè)分組除含有一定長(zhǎng)度需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)外，還包括一些控制信息，其中包括分組將被發(fā)送的目的地址。一個(gè)分組的最大長(zhǎng)度通常被限制在1 000～2 000 bit。這些數(shù)據(jù)分組可以通過不同的路由器先后到達(dá)同一目的地址，數(shù)據(jù)分組到達(dá)目的地后進(jìn)行合并還原，以確保收到的數(shù)據(jù)在整體上與發(fā)送的數(shù)據(jù)完全一致。

這種通信方式類似于“單頁郵局”的模式。假設(shè)單頁郵局規(guī)定每封信只能用一頁紙，寫長(zhǎng)信的人就必須給每頁信紙編號(hào)，放在不同的信封中；收信人在收到信件后，必須按信紙的順序整理合并，才能讀到完整的信件。

在分組交換中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中傳輸控制協(xié)議和傳輸路徑的不同，可分為兩種方式：數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram）分組交換和虛電路（Virtual Circuit）分組交換。

（1）數(shù)據(jù)報(bào)分組交換。在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每個(gè)報(bào)文分組又稱為數(shù)據(jù)報(bào)。每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸?shù)倪^程中都要選擇路徑，各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)可以按照不同的路徑到達(dá)目的地。在發(fā)送方，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的分組順序與每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)目的地的順序是不同的。在接收方，再按分組的順序?qū)⑦@些數(shù)據(jù)報(bào)組合成一個(gè)完整的報(bào)文。

（2）虛電路分組交換。虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報(bào)方式與電路交換方式結(jié)合起來，發(fā)揮兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)交換效果。數(shù)據(jù)報(bào)在分組發(fā)送之前，發(fā)送方和接收方之間不需要預(yù)先建立連接；而在虛電路方式中，發(fā)送分組之前，首先必須在發(fā)送方和接收方建立一條通路。在這一點(diǎn)上，虛電路方式和電路交換方式相同。整個(gè)通信過程分為3個(gè)階段：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸、虛電路拆除。但與電路交換不同的是，虛電路建立階段建立的通路不是一條專用的物理線路，而只是一條路徑，在每個(gè)分組沿此路徑轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，經(jīng)過每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)仍然需要存儲(chǔ)，并且等待隊(duì)列輸出。通路建立后，每個(gè)分組都由此路徑都達(dá)目的地。因此在虛電路交換中，各個(gè)分組是按照發(fā)送方的分組順序依次到達(dá)目的地的，這一點(diǎn)又和數(shù)據(jù)報(bào)分組交換不同。

與報(bào)文交換相比，分組交換把整個(gè)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成了若干分組，而每一個(gè)分組又包含有大量的傳輸控制信息，因此分組交換的通信方式會(huì)明顯降低數(shù)據(jù)通信的效率。但分組交換卻有以下3個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

① 通信線路是公用的，每個(gè)分組都不會(huì)占用太長(zhǎng)的通信線路時(shí)間，有利于合理分配通信線路，兼顧網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)主機(jī)的通信要求。

② 數(shù)據(jù)傳輸難免會(huì)出錯(cuò)，若某些分組出現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤，只需重傳該分組即可，而不需要重傳整個(gè)數(shù)據(jù)，有利于迅速進(jìn)行數(shù)據(jù)糾錯(cuò)。

③ 能夠有效地改善報(bào)文傳輸時(shí)的時(shí)延現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)信道利用率較高。

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