电路交换、报文交换、分组交换的比较
3.6.1 三种交换
电路交换 报 文 连接建立 报文交换 分组交换
数据传送
报文
报 文
连接释放 报 文 t A B C D A B C D A B C D
3.6.2分组交换 3.6.2分组交换
发送端
数 据 分组 首部
在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块 每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包） 依次把各分组发送到接收端 接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文 报文
分组 1 首部 数 据 分组 2 首部 数 据 分组 3 首部 数 据
（4）接收端收到分组后剥去首部还原成报 文。 分组 1
首部 数 据 分组 2 首部 数 据 分组 3 首部 数 据
收到的数据
（5）最后，在接收端把收到的数据恢复成 为原来的报文。
报文
1101000110101010110101011100010011010010 数 据 数 据 数 据
11010011101 00101001110
数 据 分组
首部
数 据 分组
首部 发送 在前
发 送
数 据 首部
发 送
数 据 首部
发 送
数 据
首部
接收端
数 据 数 据 11010011101 数 据 00101001110
1.分组交换的原理
（1）在发送端，先把较长的报文划分成较 短的、固定长度的数据段。
3.6 数据交换技术
名词解释 “交换”的含义
在这里，“交换”(switching)的含义是： – 转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起 来。 从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地 分配传输线路的资源。
在两个远距离计算机之间建立专用的点对 点通信线路是很不经济的,也是不必要的.在 广域网的情况下,网络节点是部分连接,因此 对于那些没有直接互联的节点间的通信,必 须经过中转节点的转换才能实现. 目前实现交换的技术有很多,下面介绍线路 交换、报文交换和分组交换三种技术。
报文
1101000110101010110101011100010011010010
假定这个报文较长 不便于传输
（2）每一个数据段前面添加上首部构成分 报文 组。
数 分组 1 据 首部 分组 2 首部 分组 3 首部 数 据 数 据
请注意：现在左边是“前面”
（3）分组交换网以“分组”作为数据传输 单元。依次把各分组发送到接收端（假 定接收端在左边）。
5.分组交换带来的问题
一、分组在各结点存储转发时需要排队， 这就会造成一定的时延。 二、分组必须携带的首部（里面有必不可 少的控制信息）也造成了一定的开销。
H2 结点交换机 B 主机 H1 A H5 分H2 向 H6 发送分组 H1 向 H5 发送分组
C H3
4.分组交换的优点
(1)高效 动态分配传输带宽，对通信链路 是逐段占用。 (2)灵活 以分组为传送单位和查找路由。 (3)迅速 不必先建立连接就能向其他主机 发送分组；充分使用链路的带宽。 (4)可靠 完善的网络协议；自适应的路由 选择协议使网络有很好的生存性。
这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错，在转发时也没有被丢弃。
2.分组首部的重要性
（1）每一个分组的首部都含有地址等控制 信息。 （2）分组交换网中的结点交换机根据收到 的分组的首部中的地址信息，把分组转 发到下一个结点交换机。 （3）用这样的存储转发方式，最后分组就 能到达最终目的地。
3.分组交换网的示意图
计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版
计算机网络第七版答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1）internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用TCP/IP 协议的互联网络。
区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
计算机网络 第1-3章 作业答案
第一章概述1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-17 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。
试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：（1）数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。
（2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。
从上面的计算中可以得到什么样的结论？解：（1）发送时延：ts=107/105=100s传播时延tp=106/(2×108)=0.005s（2）发送时延ts =103/109=1µs传播时延：tp=106/(2×108)=0.005s结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。
但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。
1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为：（1）10cm（网络接口卡）（2）100m（局域网）（3）100km（城域网）（4）5000km（广域网）试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
解：（1）传播时延=0.1/(2×108)=5×10-101Mb/s:比特数=5×10-10×1×106=5×10-41Gb/s: 比特数=5×10-10×1×109=5×10-1（2）传播时延=100/(2×108)=5×10-71Mb/s:比特数=5×10-7×1×106=5×10-11Gb/s: 比特数=5×10-7×1×109=5×102(3) 传播时延=100000/(2×108)=5×10-41Mb/s:比特数=5×10-4×1×106=5×1021Gb/s: 比特数=5×10-4×1×109=5×105(4) 传播时延=5000000/(2×108)=2.5×10-21Mb/s:比特数=2.5×10-2×1×106=5×1041Gb/s: 比特数=2.5×10-2×1×109=5×1071-19 长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。
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《计算机网络》课后习题答案第一章概述1-1计算机网络向用户可以提供哪些服务？答：计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个，连通性和共享。
1-2试简述分组交换的特点答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
1-3试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。
当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显而易见的。
以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。
报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。
（3）分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
计算机网络课后习题
1-3 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。
当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显而易见的。
以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。
报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。
（3）分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x （bit），从源站到目的站共经过k 段链路，每段链路的传播时延为d （s），数据率为C（bit/s）。
在电路交换时电路的建立时间为s（s）。
在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。
《计算机网络》谢希仁第五版课后题答案
协议与服务的关系
在协议的控制下，上层对下层进行调用，下层对上层进行服务，上下层间用 交换原语交换信息(xìnxī)。同层两个实体间有时有连接。
第十五页，共四十四页。
第三章
1、基带信号与宽带信号的传输各有什么(shén me)特点？ 基带信号将数字1和0直接用两种不同的电压表示，然后送到线路上传输。
（4）易于实现和维护。 （5）能促进标准化工作。 缺点：
层次划分得过于严密，以致不能越层调用下层所提供的服务，降低了 协议效率。
第十三页，共四十四页。
第二章
3、五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。 所谓五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合
了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。各层的主要功 能：
第一章
8、长度(chángdù)为100字节的应用层数据交给运输层传送，需加上20字节的TCP 首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以 太网传送，加上首部和尾部18字节。试求数据的传输效率。若应用层数据长度 (chángdù)为1000字节，数据的传输效率是多少？ 数据长度为100字节时
分组交换网的主要优点是：
① 高效。在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占有。
② 灵活。每个结点均有智能，为每一个分组独立地选择转发的路由。 ③ 迅速。以分组作为传送单位，通信之前可以不先建立连接就能发送分组；网络使用
高速链路。
④ 可靠。完善的网络协议；分布式多路由的通信子网。
第二页，共四十四页。
(k-1)p/C＜s
第七页，共四十四页。
第一章
7、在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别(fēnbié)为x和（p+h）（bit） ，其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p 的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b（bit/s），但传播时 延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分 长度p应取为多大？
报文交换与电路交换,分组交换的区别
报文交换这种方式不要求在两个通信结点之间建立专用通路。
结点把要发送的信息组织成一个数据包——报文，该报文中含有目标结点的地址，完整的报文在网络中一站一站地向前传送。
每一个结点接收整个报文，检查目标结点地址，然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点。
经过多次的存储——转发，最后到达目标，因而这样的网络叫存储——转发网络。
其中的交换结点要有足够大的存储空间（一般是磁盘），用以缓冲收到的长报文。
交换结点对各个方向上收到的报文排队，对找下一个转结点，然后再转发出去，这些都带来了排队等待延迟。
报文交换的优点是不建立专用链路，线路利用率较高，这是由通信中的等待时延换来的。
电子邮件系统（E-mail）适合采用报文交换方式。
路、报文、分组交换的区别（1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。
优点：①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。
②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。
③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。
④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。
⑤电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。
缺点：①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。
②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。
③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。
（2）报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点：优点：①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。
②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。
电路交换、报文交换、分组交换的比较
注意分组路径的变化！
H2 向 H6 发送分组 H1 向 H5 发送分组
C H3
4.分组交换的优点
(1)高效 动态分配传输带宽，对通信链路 是逐段占用。 (2)灵活 以分组为传送单位和查找路由。 (3)迅速 不必先建立连接就能向其他主机 发送分组；充分使用链路的带宽。 (4)可靠 完善的网络协议；自适应的路由 选择协议使网络有很好的生存性。
3.6 数据交换技术
名词解释 “交换”的含义
在这里，“交换”(switching)的含义是： – 转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起 来。 从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地 分配传输线路的资源。
在两个远距离计算机之间建立专用的点对 点通信线路是很不经济的,也是不必要的.在 广域网的情况下,网络节点是部分连接,因此 对于那些没有直接互联的节点间的通信,必 须经过中转节点的转换才能实现. 目前实现交换的技术有很多,下面介绍线路 交换、报文交换和分组交换三种技术。
报文
1101000110101010110101011100010011010010
假定这个报文较长 不便于传输
（2）每一个数据段前面添加上首部构成分 报文 组。
数 分组 1 据 首部 分组 2 首部 分组 3 首部 数 据 数 据
请注意：现在左边是“前面”
（3）分组交换网以“分组”作为数据传输 单元。依次把各分组发送到接收端（假 定接收端在左边）。
这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错，在转发时也没有被丢弃。
2.分组首部的重要性
（1）每一个分组的首部都含有地址等控制 信息。 （2）分组交换网中的结点交换机根据收到 的分组的首部中的地址信息，把分组转 发到下一个结点交换机。 （3）用这样的存储转发方式，最后分组就 能到达最终目的地。
数据交换技术
假设：我们要到上海海洋馆参观，那我们就要借助一些交通工具，比如先做长途汽车到达中兴路汽车站，然后在火车站座地铁，到达海洋馆附近的地铁站点，最后步行到达海洋馆，其间我们要通过若干个中转点才能到达目的地。
计算机世界中也是如此，发送方和接收方通信也是如此，必须经过若干个中间节点的转接，这就是今天我们要学的数据交换技术。
一、数据交换技术数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换1、电路交换技术【实例】：打电话2、报文交换技术【实例】：发电报3、分组交换技术【实例】：IP电话二、几种交换技术的比较(1)电路交换。
在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。
在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。
(2)报文交换。
报文从源点传送到目的地采用"存储一转发"的方式,在传送报文时，一个时刻仅占用一段通道。
在交换节点中需要缓冲存储,报文需要排队,故报文交换不能满足实时通信的要求。
(3)分组交换。
交换方式和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送,在数据报分组交换中，目的地需要重新组装报文，分组交换技术是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。
假设：我们要到上海海洋馆参观，那我们就要借助一些交通工具，比如先做长途汽车到达中兴路汽车站，然后在火车站座地铁，到达海洋馆附近的地铁站点，最后步行到达海洋馆，其间我们要通过若干个中转点才能到达目的地。
计算机世界中也是如此，发送方和接收方通信也是如此，必须经过若干个中间节点的转接，这就是今天我们要学的数据交换技术。
一、数据交换技术数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换1、电路交换技术【实例】：打电话2、报文交换技术【实例】：发电报3、分组交换技术【实例】：IP电话二、几种交换技术的比较(1)电路交换。
在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。
在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。
(2)报文交换。
报文从源点传送到目的地采用"存储一转发"的方式,在传送报文时，一个时刻仅占用一段通道。
试从多个方面比较电路交换报文交换和分组交换的主要优缺点
试从多个方面比较电路交换报文交换和分组交换的主要优缺点电路交换、报文交换和分组交换是现代通信网络中常用的数据传输方式。
它们有各自的优点和缺点，下面将从多个方面进行比较。
对于电路交换而言，其主要特点是在通信双方进行通信之前，需要建立一条专用的通信路径，该路径会一直被保持直到通信完成。
其主要优点如下：1.实时性好：因为电路交换在通信开始之前就建立了通信路径，数据的传输是连续、实时的，适合实时通信，比如语音和视频通话。
2.确保带宽：电路交换为通信双方提供了固定的传输带宽，使得每个通信方都可以获得稳定的网络连接，不会被其他用户的数据流量影响。
3.低延迟：由于电路交换不需要进行数据分组、转发等处理，因此其通信延迟较低。
然而，电路交换也存在一些缺点：1.资源浪费：电路交换在通信过程中会占用一定的网络资源，即使通信双方没有进行实际通信，这就导致了资源的浪费。
2.灵活性差：电路交换在通信开始之前就需要建立通信路径，因此对于传输数据量小或通信时间短的场景来说，其建立和维护成本较高。
相较于电路交换，报文交换的特点是将数据按照报文的形式进行传输。
报文交换的主要优点如下：1.最大化利用网络资源：报文交换将数据进行分片传输，可以同时传输多个报文，因此能够最大化地利用传输网络的带宽和资源。
2.灵活性高：报文交换在传输时不需要建立和维护一条专用通信路径，因此在通信时可以灵活地选择最佳路径，适应不同的网络状况。
然而，报文交换也存在一些缺点：1.无法确保带宽：由于报文交换共享网络资源，因此无法为通信双方提供固定的带宽，可能会导致传输的不稳定性和抖动，特别是在网络拥堵时。
2.处理复杂：报文交换需要对数据进行分片和组装，这增加了数据的处理复杂性和传输延迟。
分组交换是现代网络中最常用的传输方式，其将数据按照分组的形式进行传输和交换。
分组交换的主要优点如下：1.灵活性和适应性：分组交换可以根据当前的网络状况和传输需求，灵活地选择最佳的路径和中转节点，从而提高数据的传输效率和稳定性。
计算机网络与通信（第2版）习题参考答案
计算机网络与通信（第2版）习题参考答案1.6 比较电路交换、存储转发交换、报文交换和分组交换的区别。
（1）电路交换的基本原理是在源端和目的端间实时地建立起电路连接，构成一条信息通道，专供两端用户通信。
通信期间，信道一直被通信双方用户占有，通信结束，立即释放。
线路交换的特点是：数据传输可靠、迅速、有序，但线路利用率低、浪费严重，不适合计算机网络。
（2）存储转发交换是在传统的电路交换技术的基础上提出的。
存储转发和电路交换的主要区别是：发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元（报文或报文分组）进入通信子网，通信子网中的结点要负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路选和转发功能。
存储转发交换包括报文交换和分组交换两种。
（3）报文交换采用"存储-转发"方式进行传送，无需事先建立线路，事后更无需拆除。
它的优点是：线路利用率高、故障的影响小、可以实现多目的报文；缺点是：延迟时间长且不定、对中间节点的要求高、通信不可靠、失序等，不适合计算机网络。
（4）分组交换中数据以短分组的形式传输，分组长度一般为1000 字节。
如果发送端有更长的报文需要发送，那么这个报文被分割成一个分组序列，每个分组由控制信息和用户数据两部分组成。
分组交换适用于计算机网络，在实际应用中有两种类型：虚电路方式和数据报方式。
分组交换的优点是：高效、灵活、迅速、可靠、经济，但存在如下的缺点：有一定的延迟时间、额外的开销会影响传输效率、实现技术复杂等。
2.1 （1）双绞线：是最常见的、最经济的传输媒质，主要用于网络和建筑物的通信线路；（2）同轴电缆：主要应用于电视转播、长途传输、近距离的计算机系统连接、局域网等；3）光纤：主要用在长途电信中；2.11 什么是扩频通信？基本的扩频技术有哪两种？试分析其基本原理。
扩频（spread spectrum）的基本思想是将携带信息的信号扩散到较宽的带宽中，用以加大干扰及窃听的难度。