电路交换

定义：电话交换机接通电话线的方式称为电路交换

从通讯资源分配角度，交换就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源

电路交换的步骤

1. 建立连接,分配通信资源，先拨号请求建立连接，被叫用户摘机后，从主叫端到被叫端建立一条专用的物理通路，保证了双方通话时所需要的通信资源，通信时不会被其他用户占用
2. 通话，一直占用通信资源
3. 释放连接，归还通信资源，也就是释放第一步的专用的物理通路，资源归还给电信网

问题：是否可以使用电路交换来实现计算机的数据传送呢？

可以，但是当使用电路交换来传送计算机数据时，线路的传输效率往往很低。

因为计算机数据是突发式地出现在传输线路上的，比如当用户正在输入和编辑一份待传输的文件时，用户所占用的通信资源暂时未被利用，该通信资源也不能被其他用户利用，资源就浪费了，因此，计算机网络通常不用电路交换，而用分组交换。

分组交换

路由器：最重要的分组交换器，负责将各种网络互连起来，并对接收到的分组进行转发，也就是分组交换

报文：消息的整块数据

问题：主机H6的用户怎么给主机H2的用户发送一条消息？

在发送报文之前，先把较长的报文划分为一个个更小的等长数据段，每一段加上一些必要的控制消息组成的首部后，就构成一个分组，也可称为“包”，“包头”即是首部，其中，首部中就包括了目的地址等信息

当分组交换机（路由器）收到一个分组后，先存储分组，再检查首部，按照首部的目的地址进行查表转发，找到对应的转发接口，通过该接口将分组转发给下一个分组交换机

当所有分组到达主机H2后，先去掉首部，将各数据段还原出原始报文。

发送方：构造分组和发送分组

路由器：存储分组和转发分组

接收方：接收分组和还原报文

报文交换

报文交换与分组交换类似，交换结点也采用存储转发方式，报文交换对于报文大小没有限制，用于早期的电报通信网

电路交换、报文交换、分组交换的对比

A、B、C、D是分组传输路径上所经过的4个结点交换机

时间为纵坐标

电路交换

优点：

1. 通信时延小
2. 有序传输，因为通信双方只有一条专用通信线路，数据只在一条线路传输，所以不存在失序问题
3. 没有冲突，因为不同通信双方拥有不同信道
4. 适用范围广，因为电路交换可用于传输模拟信号，也可传输数字信号
5. 实时性强，因为通信时延小
6. 结点交换机及其控制简单

缺点：

1. 建立连接时间长
2. 线路独占，使用效率低
3. 灵活性差，因为连接的物理通路中的任何一点出现故障，就要重新建立连接
4. 难以规格化，因为数据直达，对于不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互通信，也很难在通信过程中差错控制

报文交换

报文交换可以随时发送报文，不需要建立连接，需要各个结点交换机都具有较大的缓存空间 优点：

1. 无需建立连接
2. 动态分配线路，因为结点交换机先存储整个报文，然后再选择一条空闲的线路把报文发送出去
3. 提高线路可靠性，如果某一条线路发送故障，会重新选择另一条线路传输数据
4. 提高线路利用率，因为通信双方不是固定占用一条通信线路，而是在不同时间分段，部分占用通信线路
5. 提供多目标服务，一个报文可以发给多个目的地址

缺点：

1. 引起转发时延，报文在结点交换机要经过存储转发过程
2. 需要较大的存储缓存空间
3. 需要传输额外的信息量，因为报文需要携带目标地址、源地址等信息

分组交换

优点：

1. 无需建立连接
2. 线路利用率高，因为通信双方不是固定占用一条通信线路，而是在不同时间分段，部分占用通信线路
3. 相对于报文交换，简化存储管理，因为分组长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，管理起来任意
4. 加速传输，因为分组是逐个传输的，所以后一个分组的存储操作，和前一个分组转发操作可以同时进行
5. 相对于报文交换，减少出错概率和重发数据量，因为分组比报文小，出错概率也就小，如果分组出错了，也只需要重新传输出错的分组，比重传整个报文数据量小

缺点：

1. 引起转发时延，报文在结点交换机要经过存储转发过程
2. 需要传输额外的信息量，因为每一个分组需要携带目标地址、源地址等控制信息
3. 对于数据报服务，存在失序、丢失或重复分组的问题；对于虚电路服务，存在呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程