【理论笔记】网工基础知识 3 —— 数据交换技术
提示：学习网络工程师基础理论知识 数据交换技术 包含数据交换的基本概念、常见分类、以及总结电路交换、报文交换、分组交换和信元交换各自的特点
一、数据交换概述
1、数据交换的基本概念
通信子网是由若干网络节点和链路按照一定的拓扑结构互联起来的网络，中间的这些交换节点有时又称为交换设备，这些交换设备并不处理流经的数据，而只是简单地把数据从一个交换设备传送到另一个交换设备，直至到达目的地。子网是为所有进入子网的数据提供一条完整的传输路径的通路，实现这种数据通路的技术就称为
“数据交换技术”
简单的说，数据交换是在多个数据终端设备（DTE）之间，为任意两个终端设备建立数据通信临时互连通路的过程
2、数据交换常见的分类
数据交换分为：
电路交换、存储转发交换两大类
（说明：根据转发的数据单元的不同，存储转发交换又分为报文交换和分组交换）
数据交换可以分为：
电路交换、分组交换、报文交换和信元交换
3、电路交换
3.1 电路交换的基本概念
电路交换也称为线路交换，是一种直接的交换方式，为一对需要进行通信的节点之间提供一条临时的专用通道，即提供一条专用的传输通道，这条通道是由节点内部电路对节点间传输路径经过适当选择、连接而完成的，是一条由多个节点和多条节点间传输路径组成的链路
3.2 电路交换的过程
通常包括
线路建立、数据传输和线路释放3个过程
3.2.1 线路建立
通过源节点请求完成交换网中相应节点的连接过程，这个过程建立起一条由源节点到目的节点的传输通道。
3.2.2 数据传输
电路建立完成后，就可以在这条临时的专用电路上传输数据，通常为全双工传输
3.2.3 线路释放
在完成数据传输后，源节点发出释放请求信号，请求终止通信。若目的节点接受释放请求，则发回释放应答信号。在电路拆除阶段，各节点相应的拆除该电路的对应连接，释放由该电路占用的节点和信道资源
4、报文交换
4.1 报文交换的基本概念
报文交换又称消息交换，是指网络的每一个节点（交换设备）先将整个报文（Message）完整地接收并存储下来，然后选择合适的链路转发到下一个节点。每个节点都对报文进行存储转发，最终到达目的地
报文交换采用
存储转发技术，中间设备必须有足够的内存，以便将接收到的整个报文完整地存储下来，然后根据报文的头部控制信息，找出报文转发的下一个交换节点。若一时没有空闲的链路，报文就只好暂时存储，并等待发送。
5、分组交换
5.1 分组交换的基本概念
分组交换又称包交换，在分组交换网络中，计算机之间要交换的数据不是作为一个整体进行传输，而是划分为大小相同的许多数据分组来进行传输，这些数据分组称为“包”
分组交换采用
存储转发技术，与报文交换相比，分组交换以更短的、标准的“报文分组”（packet）为单位进行交换传输
5.2 分组交换的分类
分组交换分为两种：数据报交换和虚电路交换
5.2.1 数据报交换
在数据报方式中，每个报文分组又称为数据报。每个数据报在传输的过程中都要进行路径选择，各个数据报可以按照不同的路径到达目的地
5.2.2 虚电路交换
虚电路方式试图将数据报方式与电路交换方式结合起来
就是两个用户终端设备在开始发送和接收数据之前通过通信网络建立逻辑上的连接。
6、信元交换
6.1 信元交换的基本概念
信元交换又称ATM（异步传输模式），是一种面向连接的快速分组交换技术，它是通过建立虚电路来进行数据传输的
ATM采用信元交换技术，其信元长度为53字节，其中信元头部为5字节，数据为48字节
二、总结
1、电路交换
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
优点：延迟小，透明传输
缺点：网络资源利用率低，初始建立连接慢
2、报文交换
以报文为数据交换的单位，然后这些报文（携带源、目的地址）在交换结点采用存储转发的传输方式进行转发
优点：网络资源利用率高
缺点：报文交换只适用于数字信号，且报文长度没有限制，要求网络中每个结点有较大的缓冲区
3、分组交换
将一个长报文先分割为若干个较短（一般不超过128字符）的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）采用存储转发传输方式进行转发
优点：多路复用，网络资源利用率高
缺点：延迟大，实时性差，设备需要更强的处理能力
4、信元交换
信元交换技术是一种快速分组交换技术，它结合了电路交换技术时延小和分组交换技术灵活的优点。 ATM采用信元交换技术，信元长度为53字节，其中信元头部为5字节，数据为48字节
优点：延迟小，技术灵活
三、说明
个人学习笔记，仅供参考
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