采用存储转发的分组交换技术,实质上是在计算机网络的通信过程中动态分配传输线路或信道带宽的一种策略。x0dx0a它的工作机理是:首先将待发的数据报文划分成若干个大小有限的短数据块,在每个数据块前面加上一些控制信息(即首部),包括诸如数据收发的目的地址、源地址,数据块的序号等,形成一个个分组,然后各分组在交换网内采用“存储转发”机制将数据从源端发送到目的端。由于节点交换机暂时存储的是一个个短的分组,而不是整个的长报文,且每一分组都暂存在交换机的内存中并可进行相应的处理,这就使得分组的转发速度非常快。x0dx0a分组交换网是由若干节点交换机和连接这些交换机的链路组成,每一结点就是一个小型计算机。 基于分组交换的数据通信是实现计算机与计算机之间或计算机与人之间的通信,其通信过程需要定义严格的协议;x0dx0a分组交换网的主要优点:x0dx0a1、高效。在分组传输的过程中动态分配传输带宽。2、灵活。每个结点均有智能,可根据情况决定路由和对数据做必要的处理。3、迅速。以分组作为传送单位,在每个结点存储转发,网络使用高速链路。4、可靠。完善的网络协议;分布式多路由的通信子网。x0dx0a电路交换相比,分组交换的不足之处是:① 每一分组在经过每一交换节点时都会产生一定的传输延时,考虑到节点处理分组的能力和分组排队等候处理的时间,以及每一分组经过的路由可能不等同,使得每一分组的传输延时长短不一。因此,它不适用于一些实时、连续的应用场合,如电话话音、视频图像等数据的传输;② 由于每一分组都额外附加一个头信息,从而降低了携带用户数据的通信容量; ③ 分组交换网中的每一节点需要更多地参与对信息转换的处理,如在发送端需要将长报文划分为若干段分组,在接收端必须按序将每个分组组装起来,恢复出原报文数据等,从而降低了数据传输的效率。 习题1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。x0dx0a答:电路交换,它的主要特点是:① 在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路或信道带宽,即采用的是静态分配策略;② 通信双方建立的通路中任何一点出现了故障,就会中断通话,必须重新拨号建立连接,方可继续,这对十分紧急而重要的通信是不利的。显然,这种交换技术适应模拟信号的数据传输。然而在计算机网络中还可以传输数字信号。数字信号通信与模拟信号通信的本质区别在于数字信号的离散性和可存储性。这些特性使得它在数据传输过程中不仅可以间断分时发送,而且可以进行再加工、再处理。x0dx0a③ 计算机数据的产生往往是“突发式”的,比如当用户用键盘输入数据和编辑文件时,或计算机正在进行处理而未得出结果时,通信线路资源实际上是空闲的,从而造成通信线路资源的极大浪费。据统计,在计算机间的数据通信中,用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。另外,由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各不相同,采用电路交换就很难相互通信。x0dx0ax0dx0a分组交换具有高效、灵活、可靠等优点。但传输时延较电路交换要大,不适用于实时数据业务的传输。
② 电路交换,报文交换,分组交换三种交换方式的比较
电路交换,报文交换,分组交换三者主要的优缺点如下:
1.电路交换:此种方式在通信之前需要在通信的双方间建立成一条被双方独占的物理通道。这个通道是由双方间的交换设备和链路逐段连接而建成的。其优缺点如下:
优点:
(1)数据直达传输,延迟小,具有很强的实时性。
(2)双方通信是有序的,不存在失序问题。
(3)该种交换方式既可以用于传输模拟信号,也可用于传输数字信号。
缺点:
(1)该交换方式建立连接平均时间较长,影响效率。
(2)该交换方式对信道的利用率较低。建立的物理通路即使处于空闲状态,也会独占通路。
(3)不同类型,规格,速率的终端难以相互进行通信,且易发生差错。
2.报文交换:此种方式以【报文】为数据交换的单位,报文中携带目标地址、源地址等信息,交换结点的过程中采用存储转发的传输方式。其优缺点如下:
优点:
(1)报文交换不存在连接建立时延,用户可以随时发送。
(2)当某条传输路径发生故障,该交换方式可以自动重新选择另一条路径进行传输,提高了传输稳定性。
(3)即使不同类型,规格,速率的终端也可以实现通信。
(4)可以实现多目标发送服务。
(5)交换方式会自动建立数据传输的优先级,提高信道的利用率。
缺点:
(1)数据交换结点需要经历存储、转发这个过程,所以会引起转发时延。
(2)此种方式只能用于数字信号。
3.分组交换:该种方式可以说是报文交换的升级版。交换仍采用存储转发传输方式,但会将一个长报文先分割为若干个较短的分组,然后再将这些分组逐个进行发送。其优缺点如下:
优点:
(1)该方式加速了数据的网络传输。
(2)该方式简化了存储管理,从而减少了出错机率和重发数据量。
(3)由于其分组的特点,在优先级策略传输中更具优势。
缺点:
(1)时延问题仍然存在,但一定程度上得到减少。
(2)采用数据报服务时,可能导致出现失序、丢失或重复分组的情况。
(3)通信效率不太高。
(2)在计算机网络中分组交换的好处扩展阅读:
1.要传送的数据量很大,传送时间远大于呼叫时间,则采用电路交换较为合适
2.当端到端的通路有很多段的链路组成时,采用分组交换传送数据较为合适。
3.从提高整个网络的信道利用率上看,报文交换和分组交换优于电路交换,其中分组交换比报文交换的时延小,尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。
参考资料来源:
网络-电路交换
网络-报文交换
网络-分组交换