计算机网络交换的方式（数据交换的发展历程）

数据交换：数据交换是实现在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础。数据交换的发展历程是电路交换、报文交换、分组交换、信元交换

电路交换的原理是首先通过中间交换节点为两台主机之间建立一条专用的通信线路（叫电路），然后利用该电路通信，通信结束后拆除电路。

电路交换

电路交换是最早出现的一种数据交换方式，其中电话网络是最早、最大的电路路交换网络。

电路交换的步骤：

1. 建立电路
2. 传输数据
3. 拆除电路

电路交换的优缺点：

• 优点是实时性高、时延和时延抖动小。
• 缺点是不适用突发数据传输，信道利用率低。

报文：发送方把要发送的信息附加上接收主机的地址和控制信息。

报文

报文交换就是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，再把报文给下一个结点的报文交换机。简单说就是发送方组装好报文，发给相邻报文交换机 。

报文交换

报文交换的优缺点：

• 优点是信道利用率高。
• 缺点是时间延迟长，有时还需要丢弃报文。

分组交换也称包交换他采用存储、转发的交换方式，是目前计算机网络中使用最广泛的交换技术。分组交换的原理是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。能够进行分组交换的通信网被称为分组交换网。可以说分组交换就是报文交换的更小粒度版本，他将用户的消息拆分成多个报文文段。

分组交换

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；一般分组长度，在16B 和 4096B之间，选择2的 n次方字节大小为标准的分组长度。

分组交换的特点：

• 以分组作为网络的传输单元
• 各个分组独立的选择转发路由
• 逐段占用，动态分配传输带宽

分组交换的优点:

• 无需建立连接
• 存储转发，动态分配线路
• 线路可靠性较高
• 线路利用率较高
• 相对于报文交换，存储管理更容易.

分组交换的缺点:

• 有存储转发时延
• 需要传输额外的信息量，因为每个分组都需要加首部信息
• 接收方收到的分组是乱序的，要对分组重排序

信元交换又叫异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode，ATM），是一种面向连接的快速分组交换技术，它是通过建立虚拟电路来进行数据传输的。ATM采用固定长度的信元作为数据传送的基本单位，信元长度为53字节，其中信元头为5字节，数据为48字节。长度固定的信元可以使ATM交换机的功能尽量简化，只用硬件电路就可以对信元头中的虚电路表示进行识别，因此缩短了每个信元的处理时间。另外ATM采用了统计时分复用的方式来进行数据传输，根据各种业务的统计特性，在保证服务质量（Quality of Service，QoS）要求的前提下，在各个业务之间动态地分配网络带宽。

信元交换