(完整版)电路交换、报文交换、分组交换方式及优缺点
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。
电路交换和分组交换的基本概念
电路交换和分组交换的基本概念
电路交换和分组交换是两种常见的通信传输方式，下面介绍它们的基本概念和区别：
1、电路交换：
电路交换（Circuit Switching）是一种直接的点对点通信方式，通过建立一条专用的物理连接，在通信双方之间建立起一条可靠的通信路径。
在电路交换过程中，通信双方独占一条物理连接，数据传输全程不发生中断或丢失。
电路交换的优点包括传输实时性强、带宽利用率高、数据传输稳定可靠等。
但电路交换也存在一些缺点，如建立连接需要时间较长、无法动态分配带宽等。
2、分组交换：
分组交换（Packet Switching）是一种将数据分割成多个数据包进行传输的通信方式。
在分组交换中，数据传输的路径是通过络中的路由器进行动态选择，每个数据包可以根据络负载和路由器的情况选择不同的路径进行传输。
分组交换的优点包括灵活性高、能够适应不同类型和速率的数据流量、可以动态分配带宽等。
但分组交换也存在一些缺点，如传输实时性较差、数据传输效率较低等。
总的来说，电路交换适用于对实时性要求高、数据传输稳定可靠的场景，如通信、视频会议等；而分组交换适用于对实时性要求不高、但需要动态分配带宽的场景，如互联、物联等。
计算机网络3种通信方式
计算机网络3种通信方式计算机网络是指将分散的计算机系统以及其他设备通过通信线路连接起来，形成一个统一的信息交换系统。
在计算机网络中，数据传输是其中最重要的一环。
数据传输的方式有很多种，本文将介绍并分析计算机网络中常用的3种通信方式。
一、电路交换电路交换是一种面向连接的通信方式，它在传输数据之前，先建立一条从源节点到目标节点的通信路径，通常是通过一个交换设备来完成。
在电路交换方式下，通信的双方会占用一条独享的传输线路，在通信过程中始终保持连接状态，直到通信结束才会释放连接。
电路交换的主要优点是通信稳定、传输延迟低。
由于通信路径已经建立，数据传输过程中不需要考虑如何找到目标节点，因此数据传输的效率较高。
然而，电路交换方式的缺点是当通信链路中的某个节点故障时，整个通信链路会中断，通信效果受到影响。
二、分组交换分组交换是一种面向消息的通信方式，它将要传输的数据划分成一个个较小的数据包，每个数据包都包含完整的源地址和目标地址信息。
在传输过程中，数据包可以通过不同的传输链路独立传输，并且不需要事先建立连接。
分组交换的主要优点是通信灵活、传输效率高。
由于数据包可以在传输过程中通过不同的传输链路进行传输，因此对传输链路的要求相对较低，通信效果相对更好。
同时，由于传输的数据包可以根据实际情况进行动态分配，因此传输效率较高。
然而，分组交换方式的缺点是数据包在传输过程中会有一定的延迟，且数据包可能会因为网络拥塞而丢失。
三、消息交换消息交换是一种面向内容的通信方式，它将要传输的数据划分成一个个消息，并且每个消息都包含了相应的控制信息。
在传输过程中，消息通过网络传输并且根据控制信息被路由到目标节点。
消息交换的主要优点是通信灵活、控制能力强。
通过控制信息的传递，可以在传输过程中对消息进行优先级的控制、错误的检测和纠正等操作，以提高通信的质量和可靠性。
然而，消息交换方式的缺点是由于消息携带了较多的控制信息，因此在传输过程中会占用较大的带宽，使得传输效率相对较低。
计网基础-报文交换和分组交换
计⽹基础-报⽂交换和分组交换数据交换的类型：-- 报⽂交换、- 分组交换报⽂交换⼀个应⽤发送信息的整体就是⼀个报⽂，在数据交换过程中，要以整个信息作为⼀个整体，⼀次性转发到下⼀个邻接路由器上，路由器再把整个报⽂接收到，再决定这个报⽂怎么转发，从哪个接⼝转发出去，直⾄⽬的主机。
早期应⽤：电报分组交换package switching将报⽂拆分，分为多个数据包，每⼀个数据包相当于⼀个分组当然，拆分出来的报⽂的原始数据，需要加上头部信息（包括地址信息等），类似于将每张信加上信封，并注明⽬的地等信息。
分组交换，需要报⽂的拆分和重组过程，这个过程会产⽣必要的⼀些额外开销，但并不会很严重，所以并不会⽐报⽂交换⽅式慢。
以下就是分组拆分、传输和重组的过程：注意，在第⼀个分组传送的同时，下⼀个分组也在进⾏传送，即当第⼀个到达下⼀个路由器2（⽬的地）时，下⼀个分组就到达该路由器1。
统计多路复⽤：不同与电路交换，分组交换是如何共享链路的：统计多路复⽤statistical multiplexingA 和 B分组序列不确定，按需共享链路报⽂交换 vs 分组交换存储转发过程store-and-forward：报⽂交换和分组交换均采⽤存储-转发交换⽅式区别：- 报⽂交换以完整报⽂进⾏“存储-转发”- 分组交换以较⼩分组进⾏“存储-转发”，存储的是先把所有分组存储，再⼀个个转发优劣：（1）分组交换对于发送主机，接收应⽤报⽂（消息），拆分为较⼩长度为Lbits的分组（packets），在传输速率为R的链路上传输分组，此时分组传输延迟delay=L/R7.5Mbits可以分成5000个分组，5001s和5002s可以把最后两个分组送到⽬的主机，即传送完毕，整个过程需要5.002sT=M/R+(h-1)L/R=M/R+nL/R=5000+2=5.002s（2）报⽂交换delay=M/R，M为报⽂长度经过两个路由器，需要15s的时间并且，路由器还需要⾄少7.5Mbits的缓存才能进⾏存储。
电路交换的概述及优缺点
电路交换的概述及优缺点电路交换，是指以电路联接为目的的交换方式。
每部电话都连接到交换机上，而交换机使用交换的方法，让电话用户之间可以很方便地通信。
以下是店铺整理的电路交换的概述及优缺点，欢迎参考阅读!一.电路交换的概述也称线路交换。
电路交换是在通信之前先建立连接，通信过程中固定分配带宽、独占信道的实时交换，适用于语音、图像等实时性要求高的业务，是目前电话网的基本交换方式。
电路交换的基本过程包括呼叫建立阶段、通话阶段和释放拆除三个阶段。
二.电路交换的优点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及控制均较简单。
三.电路交换的'缺点1.线路利用率低。
由于电路交换采用静态复用、预分配带宽并独享通信资源的方式，交换机根据用户的呼叫请求为用户分配固定位置、恒定带宽的电路，通信双方独占固定资源，话路接通后，即使某一时刻无信息传输，也不能给其它用户使用。
2.传输速率单一。
由于电路交换要求交换时隙具有周期性，所以规定信道速率只能取某些特定的值。
3.存在呼叫损失。
在通信之前建立连接时，如果没有空闲的电路，呼叫就不能建立而遭受损失，因此交换机应配备足够的连接电路，使呼叫损失率不超过规定值。
4.无差错控制。
在传送信息期间，网络不对用户信息进行误码校正等处理，没有任何差错控制措施，不利于可靠性要求高的数据业务。
电路交换的三个阶段：（1）建立连接（2）通信（3）释放连接【电路交换的概述及优缺点】。
电路交换,报文交换,分组交换的区别及时间比较
电路交换，报文交换，分组交换的区别及时间比较
1）电路交换：面向连接的交换，首先呼叫请求（有传播时延）+路由选择时间+传播时延+。
直到到达目的结点后————反回呼叫确认信号（此时不需要路径选择）————建立起通信线路————发送数据（数据发送需要时间）
2）报文交换：有数就发送就好，只有传送时延（电信号传送速率200每微秒），发送的是整块数据，要求转接设备内存足够
3）分组交换：把报文分成分组，分组1。
分组N
A-B-C-D
数据从A D的过程如下：
分组1发送到B结点时，则分组2即可以开始传送，当分组1到C，分组2已到B，则分组3即可以发送，以此类推，可以看出时间比报文交换要少的多，相当于流水线。
时间比较：
例题：要传送X（bit）的报文，从源站到目的站之间共有K段链路，每段链路的传播时延为D（S），数据速率为B（bps），电路交换中，建立链路的时间为S（s），在分组交换时，分组的首部长度为H（bits）数据部分为P（bits）。
在各个节点的排队等待时间忽略不计。
（1）电路交换时，传送所用的时间=发送时延+建立链路时间+传播时延=X/B+S+K*D
（2）分组交换时：
分组的个数为：X/P
每个分组传播的时间为：（P+H）/B+D（时延）
则传送完所有的分组所用的时间为=发送时延+传播时延= (X/P)*(P+H)/B +(k-1)*((P+H)/B+D)
按流水线那的计算题来理解
分组交换采用分组转发策略，不同的分组可以取不同的路径进行传送，减少了传送时间。
但收到的分组不一定是前后的顺序，则分组中的首部信息要加上序号组接收端重新组合分组。
简述电路交换技术、报文交换技术以及分组交换技术的特点
简述电路交换技术、报文交换技术以及分组交换技术的特点电路交换技术是一种传输方式，它建立一条专用的通信路径，使得通信双方的数据能够在这条路径上传输，直到通信结束。
电路交换技术的特点是连接的稳定性高，数据传输速度较快，但是连接一旦建立，就会一直占用资源，通信效率不高。
报文交换技术是一种传输方式，它将数据分割成报文，并在通信网络中逐一传输。
报文交换技术的特点是可以在传输过程中进行流量控制和错误检测，通信效率较高。
但是在传输过程中，需要不断地发送控制信息，增加了通信的复杂性。
分组交换技术是一种传输方式，它将数据分成固定大小的数据包，称为分组，然后在网络中进行传输。
分组交换技术的特点是可以灵活地利用网络资源，提高了通信效率，同时也可以进行流量控制和错误检测。
但是在传输过程中会出现分组丢失或乱序等问题，需要进行重传和排序等操作。
- 1 -。
分组交换、电路交换的概念和区别(张超)
张超
一. பைடு நூலகம்路交换
电路交换是以电路连接为目的的交换方式，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道。 电路交换的三个阶段： （1）建立连接 （2）通信 （3）释放连接
电路交换，是指以电路联接为目的的交换方式。每部电话都连接到交换机上， 而交换机使用交换的方法，让电话用户之间可以很方便地通信。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
优点： （1）分组交换不需要为通信双反预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户 可随时发送分组。 （2）由于采用存储转发方式，加之交换节点具有路径选择，当某条传输线路故障时可选择其 他传输线路，提高了传输的可靠性。
缺点： （1）由于数据进入交换节点后要经历存储转发这一过程，从而引起的转发 时延（包括接受分组、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量 越大，造成的时延就越大，实时性较差。 （2）分组交换只适用于数字信号。 （3）分组交换可能出现失序，丢失或重复分组，分组到达目的节点时，对 分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。
缺点： （1）电路交换平均连接建立时间对计算机通信来说较长。
（2）电路交换家里连接后，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 利用率低。
（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。
二、电路交换
电路交换的优缺点
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。
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电路交换、报文交换、分组交换方式及优缺点
目录
1 电路交换 (2)
1.1 电路交换过程 (2)
1.2 电路交换优缺点 (3)
2 报文交换 (3)
2.1 电路交换过程 (3)
2.2 报文交换优缺点 (4)
3 分组交换 (4)
3.1分组交换过程 (4)
3.2 分组交换优缺点 (5)
3.3.分组交换网与电路交换网比较 (6)
“交换”(switching)的含义就是转接——把一条线路转接到另一条线路，使它们连通来。
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。
在计算机网络及通信系统中常谈到的交换方式有电路交换（CS: Circuit Switching）、报文交换(MS: Message switching)、分组交换（PS: Packet Switching）等。
本文先介绍这三种交换方式。
1 电路交换
1.1 电路交换过程
电路交换是通信网中最早出现的一种交换方式，也是应用最普遍的一种交换方式，主要应用于电话通信网中如图（1），完成电话交换，已有100多年的历史。
电路交换过程包括(1)建立连接、(2)通信、（3）释放连接。
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）、电路交换一旦建立，就占用一条中继线路，即使我们不传送信息，别人也不能使用。
电路交换举例
图(1) 电路交换
电路交换优点:(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。
电路交换缺点：(1)电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说比较长。
(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
2.1 电路交换过程
报文交换是一种以报文为数据传送单位，采用存储转发的信息传递方式。
报文交换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，该报文中含有目标地址、源地址等信息完整的报文在网络中一站一站地向前传送。
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。
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。
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。
报文交换优点：(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,这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。
(3)通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。
报文交换缺点：(1)由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。
(2)报文交换只适用于数字信号。
(3)由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路比较忙时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。
为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。
3 分组交换
3.1分组交换过程
分组交换也称为包交换,它将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段，在每个数据段的前面加上必要的控制信息（携带源、目的地址和编号信息）作为数据段的首部，每个带有首部的数据段就构成了一个分组。
首部指明了该分
组发送的地址，当交换机收到分组之后，将根据首部中的地址信息将分组转发到目的地，这个过程就是分组交换。
分组交换的本质就是存储转发，它将所接受的分组暂时存储下来，在目的方向路由上排队，当它可以发送信息时，再将信息发送到相应的路由上，完成转发。
其存储转发的过程就是分组交换的过程。
分组交换的思想来源于报文交换，报文交换也称为存储转发交换，它们交换过程的本质都是存储转发，所不同的是分组交换的最小信息单位是分组，而报文交换则是一个个报文。
由于以较小的分组为单位进行传输和交换，所以分组交换比报文交换快。
报文交换主要应用于公用电报网中。
图(2) 分组数据
3.2 分组交换优缺点
分组交换优点：(1)加速了数据在网络中的传输。
因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。
此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。
(2)简化了存储管理。
因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。
(3)减少了出错机率和重发数据量。
因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。
(4)由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。
分组交换缺点：(1)尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。
(2)分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。
(3)当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。
若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。
总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。
从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。
分组交换提供的业务:
(1) 交换虚电路——指在两个用户之间建立的临时逻辑连接。
(2) 永久虚电路——指在两个用户之间建立的永久性的逻辑连接。
用一开机，一条永久虚电路就自动建立起来了。
3.3.分组交换网与电路交换网比较
优点: (1)线路利用率更高：因为结点到结点的单个链路可以由很多分组动态共享。
分组被排队，并被尽可能快速地在链路上传输。
(2)一个分组交换网络可以实行数据率的转换：两个不同数据率的站之间能够交换分组，因为每一个站以它的自己的数据率连接到这个结点上。
(3)排队制：当电路交换网络上负载很大时，一些呼叫就被阻塞了。
在分组交换网络上，分组仍然被接受，只是其交付时延会增加。
(4)支持优先级：在使用优先级时，如果一个结点有大量的分组在排队等待传送，它可以先传送高优先级的分组。
这些分组因此将比低优先级的分组经历更少的时延。
缺点: (1)时延：一个分组通过一个分组交换网结点时会产生时延，而在电路交换网中则不存在这种时延。
(2)时延抖动：因为一个给定的源站和目的站之间
的各分组可能具有不同的长度，可以走不同的路径，也可以在沿途的交换机中经历不同的时延，所以分组的总时延就可能变化很大。
这种现象被称为抖动。
抖动对一些应用来讲是不希望有的（例如：电话话音和实时图像等实时应用中）。
(3)额外开销大：要将分组通过网络传送，包括目的地址在内的额外开销信息和分组排序信息必须加在每一个分组里。
这些信息降低了可用来运输用户数据的通信容量。
在电路交换中，一旦电路建立，这些开销就不再需要。
另外，分组交换网络是一个分布的分组交换结点的集合，在理想情况下，所有的分组交换结点应该总是了解整个网络的状态。
但是，不幸的是，因为结点是分布的，在网络一部分状态的改变与网络其他部分得知这个改变之间总是有一个时延。
此外，传递状态信息需要一定的费用，因此一个分组交换网络从来不会“完全理想地”运行。