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電路交換,報文交換,分組交換簡介與優缺點

    對於計算機和終端之間的通訊,交換是一個重要的問題。如果我們想使用任何遙遠的計算機 ,若沒有交換機,只能採用點對點的通訊。為避免建立多條點對點的通道,就必須使計算機 和某種形式的交換裝置相連。交換又稱轉接,這種交換通過某些交換中心將資料進行集中和轉送,可以大大節省通訊線路。在當前的資料通訊網中,有三種交換方式,那就是電路交換 、報文交換和分組交換。一個通訊網的有效性、可靠性和經濟性直接受網中所採用的交換方式的影響。

一、電路交換
    在資料通訊網發展初期,人們根據電話交換原理,發展了電路交換方式。當用戶要發信息時 ,由源交換機根據資訊要到達的目的地址,把線路接到那個目的交換機。這個過程稱為線路 接續,是由所謂的聯絡訊號經儲存轉發方式完成的,即根據使用者號碼或地址(被叫),經局間 中繼線傳送給被叫交換局並轉被叫使用者。線路接通後,就形成了一條端對端(使用者終端和被 叫用終端之間)的資訊通路,在這條通路上雙方即可進行通訊。通訊完畢,由通訊雙方的某 一方,向自己所屬的交換機發出拆除線路的要求,交換機收到此訊號後就將此線路拆除,以 供別的使用者呼叫使用。

 由於電路交換的接續路徑是採用物理連線的,在傳輸電路接續後,控制電路就與資訊傳輸 無關,所以電路交換方式的主要優點是:

 ①資訊傳輸延遲小,就給定的接續路由來說,傳輸延遲是固定不變的;

 ②資訊以數字訊號的形式在資料通道上進行“透明”傳輸,交換機對使用者的資料資訊不儲存、處理,交換機在處理方面的開銷比較小,對使用者的資料資訊不用附加控制資訊,使資訊的傳送效率較高

電路交換的主要缺點是:

      1.電路接續時間長

      2.線路的利用率低

      3.限不同速率、不同程式碼格式、不同控制方式的相互直通

二、報文交換

     60年代和70年代,在資料通訊中普遍採用報文交換方式,目前這種技術仍普遍應用在某些領 域(如電子信箱等)。為了獲得較好的通道利用率,出現了儲存—轉發的想法,這種交換方式 就是報文交換。它的基本原理是使用者之間進行資料傳輸,主叫使用者不需要先建立呼叫,而先 進入本地交換機儲存器,等到連線該交換機的中繼線空閒時,再根據確定的路由轉發到目的 交換機。由於每份報文的頭部都含有被定址使用者的完整地址,所以每條路由不是固定分配給 某一個使用者,而是由多個使用者進行統計複用。

 報文交換中,若報文較長,需要較大容量的儲存器,若將報文放到外儲存器中去時,會造成 響應時間過長,增加了網路延遲時間。另一方面報文交換通訊線路的使用效率仍不高。

優點:

     1.不同的終端介面之間可以相互直通

     2.無呼損

     3.利用動態的複用技術,線路的利用率較高。

缺點:

     1.傳輸時延大,而且變化的範圍比較大

     2.利用“儲存-轉發”,所以要求交換系統有較高的處理速度和大的儲存能力

     3.實時性較差。

三、分組交換

 交換技術的發展歷史看,資料交換經歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業務數字交換的發展過程。分組交換實質上是在“儲存—轉發”基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。分組交換線上路上採用動態複用技術傳送按一定長度分割為許多小段的資料—分組。每個分組標識後,在一條物理線路上採用動態複用的技術,同時傳送多個數據分組。把來自使用者發端的資料暫存在交換機的儲存器內,接著在網內轉發。到達接收端,再去掉分組頭將各資料欄位按順序重新裝配成完整的報文。

優點:

     1.可以對不同的介面終端進行匹配

     2.網路輕載情況下,傳輸時延較小,且比較穩定

     3.線路利用率高

     4.可靠性高

     5.經濟效益好

缺點:

     1.網路系統附加了大量的控制資訊,對於報文較長的資訊傳輸率低

      2.技術實現複雜