Question

4、 常用的数据交换技术有哪几种？各有何特点

Answer 1

通常，网络系统所采用的数据传输技术有以下三种：电路交换、报文交换和分组交换。
电路交换

电路交换的原理是：在数据传输时，源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理链路，此线路将一直保持到数据传输结束。若是这两个节点之间的通信量很大，则可同时建立多条连接。

使用这种技术，在传输数据之前会事先建立一条端到端的线路。举个例子，在两个终端A，B之间有由a、b、c、d、e五个节点组成的网络，A与a直连，B与b直连，而a、b节间无直接连接。A向a发出连接请求，要与B通信。此时，A到a的电路是专用的，早已存在。而节点a必须在通向节点b的路径中找到下一条支路。如果它选择了到c的电路，则在此电路上分配一个未用的通道，并告诉要连接b。于是，c在重复a的动作并如此循环直至连接到b，最终建立起到B的线路。这样，a、b之间就有了一条专有线路用于A、B间的通信。这种传输自然是相互的。数据经过节点时几乎没有延迟和阻塞，除非线路有意外或节点出现故障。数据传输完成后，由通信的某一方发出拆除电路请求，对方作出相应释放链路。
电路交换的有点在于数据传输可靠、迅速，且保持原有序列。但是，一旦通信双方占有一条通道后，即使不传送数据，其他用户也不能使用，造成资源浪费。
电路交换适于数据传输要求质量高，批量大的情况。典型的是电话通信网络。
报文交换

为解决电路交换占用通道的缺陷，报文交换产生。其原理是：数据以报文为单位传输，长度不限且可变。数据传送过程采用存储－转发的方式。发送方在发送一个报文时把目的地址附加在报文上，途径的节点根据报文上的地址信息，将报文转发到下一个节点，接力式的完成整个传送过程。每个节点在受到报文后，会将之暂存并检查有无错误，然后通过路由信息找出适当路线的下一个节点的地址，再把报文传送给下一个节点。这个过程中，报文的传输只是占用两个节点之间的一段线路，而其他路段可传输其他用户的报文。于是，这种解决方案不会像电路交换占用终端间的全部信道。但是，报文在经过节点时会产生延迟。这段延迟包括接收报文所有位（bit）所需的时间，等待时间和发送到下一个节点所需的排队延迟。

相对于电路交换，报文交换的优点有：线路效率高；节点可暂存报文并对报文进行差错控制和码制转换；电路交换网络中，通信量很大时将不能接收某些信息，但在报文交换网络中却仍然可以，只是延迟会大些；可以方便地把报文发送到多个目的节点；建立报文优先权，让优先级高的报文优先传送。

报文交换也是存在缺点的。首先，它不能满足实时交互式的通信要求，经过网络的延迟可能会有不小的变化。其次，有时节点收到的报文太多以致不得不丢弃或阻止某些报文。最后，对交换节点的存储量有较高要求。
分组交换

为了更好地利用信道资源，降低节点中数据量的突发性，在报文交换的基础上发展出了分组交换。在分组交换的网络中，每个分组的长度有一个上限，因此，一个较长的报文会被分割成若干份。每个分组中都包含数据和目的地址。传输过程和报文交换类似，只是由于限制了每个分组的长度，减轻了节点负担，改善了网络传输性能。

分组交换的特点是：1、把数据传送单位的最大长度作出了限制，从而降低了节点所需的存储量。2、分组是较小的传输单位，只有出错的分组会被重发而非整个报文，因此大大降低了重发比例，提高了交换速度。3、源节点发出第一个报文分组后，可以连续发出随后的分组，而这时第一个分组可能还在途中。这些分组在各节点中被同时接收、处理和发送，而且可以走不同路径以随时利用网络中的流量分布变化而确定尽可能快的路径。
终端与主机间的通信通常采用分组交换。