三种交换方式

电路交换

过程：

1. 建立连接

2. 通信

3. 释放连接

电路交换的优缺点

优点	缺点
通信前从主叫端到被叫端会建立一条专用的物理通路，在通信的全部时间内，两个用户始终占用端到端的线路资源。数据直送，传输效率高	1.建立/释放连接，需要额外的时间开销 2.线路被通信的双方独占，利用率低 3.线路分配灵活性差 4.交换节点不支持“差错控制”（无法发现传输过程中发生的数据错误）

报文交换

报文交换遵循存储转发的思想：把传输的数据单元先储存进中间节点，再根据目的地址转发至下一节点。

报文交换的优缺点

优点	缺点
1.通信前不需要建立连接 2.数据以报文为单位，被交换节点间“存储转发”，通信线路可以灵活分配 3.在通信时间内，两个用户无需独占一整条物理线路。相比与电路交换，线路利用率高 4.交换节点支持“差错控制”（通过校验技术）	1.报文不定长，不方便存储转发管理 2.长报文的存储转发时间开销大、缓存开销大 3.长报文容易出错，重传代价高

分组交换

现代计算机网络普遍采用的分组交换方式。

灵感来源于报文交换、报文（Message）分为控制信息和数据两部分、数据被拆分成固定长度的数据块，称为分组（Packet），每个分组有首部（Header）^[1]和数据两部分。

分组交换的优缺点

优点	缺点
1.通信前不需要建立连接 2.数据以分组为单位，被交换节点间“存储转发”，通信线路可以灵活分配 3.在通信时间内，两个用户无需独占一整条物理线路。相比与电路交换，线路利用率高 4.交换节点支持“差错控制”（通过校验技术） 相比于报文交换改进了以下几点 1.分组定长，方便存储转发管理 2.分组的存储转发时间开销小、缓存开销小 3.分组不易出错，重传代价低	1.相比于报文交换，控制信息占比增加 2.相比于电路交换，依然存在存储转发时延 3.报文被拆分为多个分组，传输过程中可能出现失序、丢失等问题，增加处理的复杂度

虚电路交换（最终没有被采用为通信方式）

基于分组交换，在数据传输之前，先建立一条从源节点到目的节点的虚拟连接（Virtual Circuit，VC），然后通过这条连接将数据发送到目的节点。

过程：

1. 建立连接

2. 通信（分组按序、按已建立好的既定线路发送，通信双方不独占线路）

3. 释放连接

三种交换方式的性能对比

	电路交换	报文交换	分组交换
完成传输所需时间	最少（排除建立/释放连接耗时）	最多	较少
存储转发时延	无	较高	较低
通信前是否需要建立连接	是	否	否
缓存开销	无	高	低
是否支持差错控制	不支持	支持	支持
报文数据有序到达？	是	是	否
是否需要额外的控制信息	否	是	是（控制信息占比最大）
线路分配灵活性	不灵活	灵活	非常灵活
线路利用率	低	高	非常高

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1. 首部：即分组头部，用于标识分组所属的源地址、目的地址、分组号等信息。 ↩︎