1、電路交換

在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸前，兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間必須要建立一條專用（雙方獨(dú)占）的物理通信路徑（由通信雙方之間的交換設(shè)備和鏈路逐段連接而成），該路徑可能經(jīng)過(guò)許多中間結(jié)點(diǎn)。該線路在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸期間一直被獨(dú)占，直到通信結(jié)束后才被釋放。因此，電路交換技術(shù)分為三個(gè)階段：連接建立，數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放。

從通信資源的分配角度來(lái)看，“交換”就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。電路交換的關(guān)鍵點(diǎn)是：在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬。

電路交換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：

1）通信時(shí)延小。由于通信線路為通信雙發(fā)用戶專用，數(shù)據(jù)直達(dá)，所以傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)延非常小，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大時(shí)，這一優(yōu)點(diǎn)非常明顯。

2）有序傳輸。雙方通信時(shí)按發(fā)送順序傳送數(shù)據(jù)，不存在失序問(wèn)題。

3）沒(méi)有沖突。不同的通信雙方擁有不同的信道，不會(huì)出現(xiàn)爭(zhēng)用物理信道的問(wèn)題。

4）適用范圍廣。電路交換既適用于傳輸模擬信號(hào)，又使用于傳輸數(shù)字信號(hào)。

5）實(shí)時(shí)性強(qiáng)。通信雙發(fā)之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時(shí)通信。

6）控制簡(jiǎn)單。電路交換的交換設(shè)備（交換機(jī)等）及控制均較簡(jiǎn)單。

電路交換的缺點(diǎn)是：

1）建立連接時(shí)間長(zhǎng)，電路交換的平均連接建立時(shí)間對(duì)計(jì)算機(jī)通信來(lái)說(shuō)太長(zhǎng)。

2）線路獨(dú)占，使用效率低。電路交換連接建立后，物理通路被通信雙方獨(dú)占，即使通信線路空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用率低。

3）靈活性差。只要通信雙方建立的通路中的任何一點(diǎn)出了故障，就必須重新?lián)芴?hào)建立連接，這對(duì)十分緊急和重要的通信是很不利的。

4）難以規(guī)格化。數(shù)據(jù)交換時(shí)，數(shù)據(jù)直達(dá)，不同類型，不同規(guī)格，不同速率的終端很難互相進(jìn)行通信，也難以在通信過(guò)程中進(jìn)行差錯(cuò)控制。

2、報(bào)文交換

數(shù)據(jù)交換的單位是報(bào)文，報(bào)文攜帶有目的地址，源地址等信息。報(bào)文交換在交換結(jié)點(diǎn)采用的是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式。

報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是：

1）無(wú)需建立連接：報(bào)文交換不需要為通信雙方預(yù)先建立一條專用的通信線路，不需要建立連接時(shí)延，用戶可以隨時(shí)發(fā)送報(bào)文。

2）動(dòng)態(tài)分配線路：當(dāng)發(fā)送方把報(bào)文交給交換設(shè)備時(shí)，交換設(shè)備先存儲(chǔ)整個(gè)報(bào)文，然后選擇一條合適的空閑線路，將報(bào)文發(fā)送出去。

3）提高線路可靠性：如果某條傳輸路徑發(fā)生故障，可重新選擇另一條路徑傳輸數(shù)據(jù)，所以提高了傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

4）提高線路利用率：通信雙方不是固定一條通信線路，而是在不同的時(shí)間一段一段地部分占用這條物理通道，因?yàn)榇蟠筇岣吡送ㄐ啪€路的利用率。

5）提高多目標(biāo)服務(wù)：一個(gè)報(bào)文可以同時(shí)發(fā)送多個(gè)目的地址，這在電路交換中是很難實(shí)現(xiàn)的。

報(bào)文交換的缺點(diǎn)是：

1）由于數(shù)據(jù)進(jìn)入交換結(jié)點(diǎn)后要經(jīng)歷存儲(chǔ)，轉(zhuǎn)發(fā)這過(guò)程，從而引起轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延（包括接受報(bào)文，檢驗(yàn)正確性、排隊(duì)、發(fā)送時(shí)間等）

2）報(bào)文交換對(duì)報(bào)文的大小沒(méi)有限制，這就要求網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)需要有較大的緩存空間。

注意：報(bào)文交換主要使用早期的電報(bào)通信網(wǎng)中，現(xiàn)在較少使用，通常使用較先進(jìn)的分組交換方式所取代。

3、分組交換

同報(bào)文交換一樣，分組交換也采用了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，但解決了報(bào)文交換中大報(bào)文傳輸?shù)膯?wèn)題。分組交換限制了每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊大小的上限，把大的數(shù)據(jù)塊劃分為合理的小數(shù)據(jù)塊，再加上一些必要的控制信息（如源地址、目的地址和編號(hào)信息等），構(gòu)成分組（Packet）。網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)根據(jù)控制信息把分組送到下一結(jié)點(diǎn)，下一結(jié)點(diǎn)接受到分組后，暫時(shí)保存下來(lái)并排隊(duì)等待傳輸，然后根據(jù)分組控制信息選擇它的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，直到到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)。

分組交換的優(yōu)點(diǎn)是：

1）無(wú)建立時(shí)延。不需要為通信雙方預(yù)先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時(shí)延，用戶可隨時(shí)發(fā)送分組。

2）線路利用率高。通信雙方不是固定占用一條通信線路，而是在不同的時(shí)間一段一段地部分占用這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。

3）簡(jiǎn)化了存儲(chǔ)管理（相對(duì)于報(bào)文交換）。因?yàn)榉纸M的長(zhǎng)度固定，相應(yīng)的緩沖區(qū)的大小也固定，在交換結(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)器的管理通常被簡(jiǎn)化為對(duì)緩沖區(qū)的管理，相對(duì)比較容易。

4）加速傳輸：分組是逐個(gè)傳輸，可以使后一個(gè)分組的存儲(chǔ)操作與前一個(gè)分組的轉(zhuǎn)發(fā)操作并行，這種流水線方式減少了報(bào)文的傳輸時(shí)間。此外，傳輸一個(gè)分組所需的緩沖區(qū)比傳輸一次報(bào)文所需的緩沖區(qū)小得多，這樣因緩沖區(qū)不足而等待發(fā)送的幾率及時(shí)間也必然少得多。

5）減少了出錯(cuò)幾率和重發(fā)數(shù)據(jù)量。因?yàn)榉纸M較短，其出錯(cuò)幾率必然減少，所以每次重發(fā)的數(shù)據(jù)量也就大大減小，這樣不僅提高了可靠性，也減少了傳輸時(shí)延。

分組交換的缺點(diǎn)是：

1）存在傳輸時(shí)延。盡管分組交換比報(bào)文交換的傳輸時(shí)延小，但相對(duì)于電路交換仍存在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，而且其結(jié)點(diǎn)交換機(jī)必須具有更強(qiáng)的處理能力。

2）需要傳輸額外的信息量。每個(gè)小數(shù)據(jù)塊都要加上源、目的地址和分組編號(hào)等信息，從而構(gòu)成分組，使傳送的信息量大約增大5%~10%，一定程序上降低了通信效率，增加了處理的時(shí)間，使控制復(fù)雜，時(shí)延增加。

3）當(dāng)分組交換采用數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)時(shí)，可能出現(xiàn)失序，丟失或重復(fù)分組，分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)，要對(duì)分組按編號(hào)進(jìn)行排序等工作，增加了麻煩。若采用虛電路服務(wù)，雖無(wú)失序問(wèn)題，但有呼叫建立，數(shù)據(jù)傳輸和虛電路釋放三個(gè)過(guò)程。

若要傳送的數(shù)據(jù)量大，且傳送時(shí)間遠(yuǎn)大于呼叫時(shí)間，則采用電路交換比較合適。

當(dāng)端到端的通路由很多段的鏈路組成時(shí)，采用分組交換傳送數(shù)據(jù)較為合適。

從提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道利用率上看，報(bào)文交換和分組交換優(yōu)于電路交換，其中分組交換比報(bào)文交換的時(shí)延小，尤其適合于計(jì)算機(jī)之間的突發(fā)式的數(shù)據(jù)通信。