数据交换技术

一、数据交换

数据交换是实现在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础。

常见的数据交换技术包括

电路交换
报文交换
分组交换

基于不同交换技术构建的网络分别称之为电路交换网络、报文交换网络和分组交换网络。

发展演变图：

a) 电路交换

电路交换是最早出现的一种交换方式，而电话网络则是最早、最大的电路交换网络。利用电路交换进行通信包括3个阶段：
　　建立电路：传输数据之前，必须建立一条端对端的电路，这个电路建立过程实际上就是一个个交换结点的接续过程。
　　传输数据：被传输的数据可以是数字数据也可以是模拟数据，数据的传输可以是单工也可以是全双工。
　　拆除电路：数据传输结束后，要释放（拆除）该物理链路。该释放动作可由两个通信主机之间任何一方发起并完成。释放信号必须传送到电路所经过的各个结点，以便重新分配资源。
　　电路交换的特点是有连接的，在通信时需要先建立电路连接，在通信过程中独占一个信道，通信结束后拆除电路连接。电路交换的优点是实时性高，时延和时延抖动都较小；缺点是对于突发性数据传输，信道利用率低，且传输速率单一。电路交换主要适用于语音和视频这类实时性强的业务。

b) 报文交换

当主机间交换的数据具有随机性和突发性时，采用电路交换方法的缺点是信道容量和有效时间的浪费，于是提出了报文交换的方法。
　　报文交换也称为消息交换，其工作过程为：发送方把要发送的信息附加上发送/接收主机的地址及其他控制信息，构成一个完整的报文。然后以报文为单位在交换网络的各结点之间以存储-转发的方式传送，直至送达目的主机。
　　优点：无需事先建立连接；线路利用率高。
　　缺点：时延较长并且不固定；存储空间不够或者输出链路被占用不能及时转发时，就不得不丢弃报文。

c）分组交换

1.分组交换基本原理：
　　分组交换需要将待传输数据（即报文）分割成较小的数据块，每个数据块附加上地址、序号等控制信息构成数据分组，每个分组独立传输到目的地，目的地将收到的分组重新组装，还原为报文。分组传输过程通常也采用存储一转发交换方式。
　　分组交换是报文交换的一种改进，它将一个完整报文拆分成若干个分组，每个分组的长度有一个上限，有限长度的分组使得每个结点所需的存储能力降低，分组可以存储到内存中，提高了交换速度。分组交换是计算机网络使用最广泛的一种数据交换技术。
　　2.分组交换的优点：
　　（1）交换设备的存储容量要求低
　　（2）交换速度快
　　（3）可靠传输效率高
　　（4）更加公平

二、试题

对于报文和分组交换方式来说，更为公平的交换方式是________。

【答案】分组交换

构成Internet重要基础的最典型的分组交换设备是交换机和________。

【答案】路由器

计算机网络按照其所采用的数据交换技术可分为________网络、报文交换网络和分组交换网络。

【答案】电路交换

简述分组交换的优点。

【答案】

1.存储容量要求较低；
　　2.交换速度快；
　　3.可靠传输效率高；
　　4.更加公平。

关于交换技术的说法错误的是（　）。

A、报文交换事先需要建立连接

B、分组交换中的分组长度有一个上限

C、现代计算机网络没有采用报文交换技术的

D、电路交换适用于语音和视频这类实时性强的业务

【答案】A，报文交换事先不需要建立连接，发送方组装好报文之后即可向相邻的交换结点发出，交换结点收到整个报文并且检查无误后，暂时存储报文，然后利用路由选择找出需要转发的下一个结点的地址，再把整个报文转发给下一个结点。