数据交换的概念
计算机网络的目的
在网络边缘的主机之间实现相互的数据传输，信息交换。
如何实现？
通信链路：主机数为N的网络中，需要N（N-1）/2条链路！
网络规模较大时，通过通信链路实现所有终端之间通信是不可行的。
交换设备
多通信端口，可以同时连接多个通信结点（主机或者交换设备），进行通信的设备。
数据交换
实现在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础。常见的数据交换技术包括：电路交换、报文交换、分组交换。
电路交换
电话网络是最早、最大的电路交换网络。
在电话交换网络中，首先需要通过中间交换结点为两台主机之间建立一条专用的通信线路，称为电路。
电路交换的步骤
建立电路：物理链路带宽共享、频分多路复用、时分多路复用。
传输数据：数字数据或者模拟数据、单工或者全双工、独占。
拆除电路：释放物理链路，任意一方可以发起并完成拆除。
电路交换的优缺点
优点：实时性高、时延和时延抖动小。
缺点：突发数据传输，信道利用率低，传输速率单一。
适用于语音和视频类实时性强的业务。
报文交换
什么是报文
发送方把要发送的信息附加上发送/接收主机的地址和控制信息。
报文交换
又称消息交换。发送方组装好报文，发给相邻报文交换机。 相邻报文交换机收到报文后检查无误，暂时存储报文，然后找出需要转 发的下一个结点的地址，然后把报文给下一个结点的报文交换机。
交换方式
存储-转发的交换方式。
优缺点
优点：信道利用率高。
缺点：时延长，可能会报文过多而丢弃报文。
讲解归纳与举例
在如图所示的网络中，A在t=0时刻开始向C发送一个 4Mbit的文件； B在t=（0.1+e）s （e为无限趋近于0的小正实数）时刻 向D发送一个2Mbit文件。忽略传播延迟和结点处理延迟（注：M=106）。 如果采用报文交换方式，则A将文件交付给C需要大约多长时间？ B将文 件交付给D需要大约多长时间？
参考答案
由于 A 先发报文所以，A 的报文在路由器的队列中排在 B 的报文前面。
所以 A 交付4Mbit报文需要时间为：4/20+4/40+4/20=0.5s=500ms；
B 将 2Mbit 的文件交付给 D 需要时间为： 2/20+4/40（排队时间）+2/40+2/20=0.35s=350ms。
分组交换
分组交换（包交换）基本原理
将待传输的数据（报文）分割成较小的独立的数据块。每个数据 块附加地址、序号等信息构成数据分组。分组独立传输到目的地，到目的再重组还原为报文。
采用存储—转发交换方式，是计算机网络中使用最广泛的交换技术。
与报文交换相比，分组交换方式的优点
交换设备存储容量要求低：只要能缓存一个小分组，而报文交 换需要缓存整个报文。
交换速度快：不需要访问外存，而报文交换，报文较大时可能 需要访问外存。
可靠传输效率高：重传出错的分组，不需要重传整个报文。
更加公平：交替排队，小报文分组较短时间大到达。
分组长度的确定
在其他条件相同的情况下，分组长度越长，延迟时间越长。
通信链路的误码率是确定分组长度时另一个重点考虑因素。
一般的分组长度：以16B — 4096B之间的2 nB为标椎的分组长度。
例如：32B、64B、256B等。
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