交換就是要建立兩種機制：
　　建立數據傳輸通路機制
　　控制數據傳輸過程機制

信道：是信號傳輸通道
　　1 發送端將數據轉換成信號
　　2 信號經過信道傳播到達接收端
　　3 接收端將信號還原成數據

1 電路交換

兩兩互聯建立信道過程：
　　信道固定。
　　缺陷：如果終端之間存在雙向信道，n個終端需要n*(n-1)個信道。
按需建立信道過程：
　　信道不固定。終端之間的信道由3段物理鏈路組成。

電路交換過程（連接建立過程）：由電路交換機按需在兩個終端之間動態建立信道。

數據傳輸通路建立機制：
1 建立連接：兩個終端之間進行數據傳輸前，必須完成兩個終端之間的連接建立過程
2 釋放連接：完成兩個終端之間的數據傳輸過程後，必須釋放兩個終端之間的連接

電路交換的特點：
　　優點：無需建立控制數據傳輸過程的機制
　　　　　終端之間的信道具有固定的數據傳輸速率，適合語音傳輸（PSTN就是電路交換網絡）
　　缺點：獨占兩個終端之間的信道，導致信道經過的物理鏈路利用率低
　　　　 不能保證多對終端之間同時通信
　　　　 信道經過的物理鏈路要求相同的傳輸速率，物理鏈路的連接方式收到嚴格限制

2 虛電路交換

為避免獨占，可以共享物理鏈路，但是會引發這些問題：
　　1 交換機如何轉發數據的問題
　　2 平滑流量的問題。終端之間傳輸的數據量必須小於交換機之間物理鏈路相同時間內能傳輸的物理量，但是終端之間的數據有突發性。
解決辦法：
　　1 標識符和分組
　　　　數據標識符：每一對終端之間傳輸的數據分配唯一的標識符
　　　　分組 = 數據 + 標識符（標識符起到了數據傳輸的控制作用，也稱標識符為分組的控制信息）
　　2 轉發表
　　　　建立不同終端對之間的傳輸路徑，並將數據標識符與傳輸路徑綁定在一起
　　3 存儲轉發
　　　　交換機中每個端口增加一個輸入隊列和輸出隊列

建立數據傳輸通路機制：數據標識符、轉發表
控制數據傳輸過程機制：存儲轉發

虛電路：
是指一對終端間的傳輸路徑，且該傳輸路徑通過轉發表建立，並與唯一標識該對終端之間傳輸的數據的標識符綁定在一起。

數據標識符能夠為一確定數據傳輸路徑，因此也稱為虛電路標識符。
多對終端之間的虛電路可是共享某段物理鏈路。

3 數據報交換

虛電路交換的缺陷：
　　建立虛電路的方式：
　　　　1 動態建立虛電路（建立和釋放虛電路，傳輸時延長）
　　　　2 事先建好虛電路（兩兩之間建立轉發項數目大，存儲空間達、處理時間長）
　　不同類型的網絡適應的通信對象是不一樣的：
　　　　如：適用於終端之間通信的網絡、適用於路由器之間通信的網絡
　　　　　　虛電路交換不適用於面向終端之間通信的網絡

數據報交換的交換機制（在虛電路交換基礎上的改進）：
數據傳輸路徑的建立機制：
　　1 虛電路標識符改為每個終端地址
　　2 每一對終端之間傳輸路徑改為指向終端的傳輸路徑（轉發表中的轉發項由終端地址和轉發端口組成）
　　3 分組格式改為：數據+源地址+目的地址

改進總結：
1 為終端分配地址，修改分組格式
2 轉發表中的轉發項給出通往每一個終端的傳輸路徑（轉發端口）
3 以分組目的地址查找轉發表，確定分組轉發端口

這樣不同分組可以獨立選擇傳輸路徑，分組發送與接收順序可能不一致
優點：
　　1 均衡網絡負載
　　2 容錯性好

建立數據傳輸通路機制：終端地址、轉發表
控制數據傳輸過程機制：分組控制信息（源地址和目標地址）、存儲轉發

數據報交換方式適合面向終端通信的網絡

4 三種交換方式的比較
（分組交換包括虛電路交換和數據報交換）

技術層面：
　　電路交換：按需建立點對點信道，信道獨占經過的物理鏈路帶寬
　　虛電路交換：分配虛電路標識，建立每一對終端之間傳輸路徑（每一對終端之間）
　　　　　　　　數據封裝成虛電路分組形式，通過存儲轉發實現數據傳輸過程
　　數據報交換：分配終端地址，建立通往終端的傳輸路徑（每個終端）
　　　　　　　　數據封裝成數據報分組形式，通過存儲轉發實現數據傳輸過程，每個分組獨立選擇傳輸路徑

從電路交換到分組交換是一次飛躍：
　　實現了物理鏈路帶寬的共享
　　適合間歇性、突發性的通信方式
　　數據報交換中每一個分組獨立轉發提高了數據傳輸過程中的容錯性

應用層面：
　　電路交換方式應用：
　　　　1 公共交換電話網PSTN：A 兩個終端之間遠距離通信
　　　　　　　　　　　　　　　 B 通過PSTN撥號上網，接入Internet
　　　　2 同步數字體系SDH：路由器互聯

　　虛電路交換方式應用：
　　　　1 幀中繼：主要用於實現路由器互聯
　　　　2 異步傳輸模式ATM：主要用於實現路由器互聯
　　　　（用虛電路互連路由器的方式逐漸被用SDH互連路由器的方式所代替）

　　數據報交換方式應用：
　　　　1 以太網：主要用於校園網、企業網
　　　　2 路由器轉發IP分組方式：實現網絡互連

小結：
　　電路交換：適合密集的、持續的數據通信方式，比如說路由器之間
　　虛電路交換：適用於節點數較少且節點固定的數據通信方式，比如說路由器之間，這種互連路由器方式逐漸被SDH取代
　　數據報交換：最適合終端通信，而網絡最終目的是終端間通信，數據報交換是現代網絡的技術基礎

第一章 概論 計算機網絡筆記 學堂在線 1.3交換方式（電路交換、分組交換）