电路交换(电路交换的三个阶段)

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电路交换


电路交换

电路交换的三个阶段

建立连接

电路交换和分组交换的区别

一、 主要特点:

1、电路交换:

(1)信息传送的最小单位是时隙。

(2)面向连接。

(3)同步时分复用。

(4)信息传送无差错控制。

(5)基于呼叫损失的流量控制。

(6)信息具有透明性。

2、分组交换

(1)信息传送的最小单位是分组。

(2)面向连接(逻辑连接)和无连接两种工作方式。

(3)统计时分复用(动态分配带宽)。

(4)信息传送为有差错控制。

(5)信息传送不具有透明性。

(6) 基于呼叫延迟制的流量控制。

二、优点:

1、电路交换

(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) 通信双方之间的屋里通路一旦建立,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) 电路交换的交换设备及控制均比较简单。

2、分组交换

(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。

(3)通信双反不是固定的战友一条通信线路,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。

(4)加速了数据在网络中的传输。因而分组是逐个传输,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传输时间。

(5)分组长度固定,相应的缓冲区的大小也固定,所以简化了交换节点中存储器的管理。

(6)分组较短,出错几率减少,每次重发的数据量也减少,不仅提高了可靠性,也减少了时延。

三、缺点

1、电路交换

(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。

2、分组交换

(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。

扩展资料:

电路交换技术很少用于数据业务网络,主要是因为其资源利用效率和可靠性低。分组交换技术通过统计复用方式,提高了资源利用效率。而且当出现线路故障时,分组交换技术可通过重新选路重传,提高了可靠性。

但是现实情况是:许多线路资源由于缺少交换能力而未被使用,使用的线路资源利用率往往不到百分之十,路由器平均一年的宕机时间不到5秒,发生故障的概率很小。因此上述原因对于当今选择交换技术没有意义。

而另一个方面,分组交换是非面向连接的,对于一些实时性业务有着先天的缺陷,虽然有资源预留等一系列缓解之道,但并不足以解决根本问题。因此这些业务的QoS问题较为复杂。

而电路交换技术是面向连接的,很适合用于实时业务,其QoS问题要简单得多。同时,与分组交换技术相比,电路交换技术实现简单且价格低廉,易于用硬件高速实现。且由于其不需要缓冲区,而光缓冲技术似乎还比较遥远,因此它更易于与光技术融合。

当然,电路交换技术的用户与WDM之间的流量粒度不匹配问题也有待进一步解决。如果抛开现有的设施,从头组网的话,选择电路交换技术的可能性要大得多。

这里举出一个例子对电路交换技术和分组交换技术做一个比较。假设一个服务器通过一条1Mbit/s的链路与100个用户连接,其结果如表1所示。 

表1 1Mbit/s链路与100个用户连接结果表:
电路交换 分组交换
带宽 1Mbit/s 10Kbit/s
平均时延 50s 100s
最大时延 100s 100s

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。

参考资料:百度百科—电路交换


电路交换:以电路联接为目的的交换方式是电路交换方式。电话网中就是采用电路交换方式。人们可以打一次电话来体验这种交换方式。打电话时,首先是摘下话机拨号。拨号完毕,交换机就知道了要和谁通话,并为双方建立连接,等一方挂机后,交换机就把双方的线路断开,为双方各自开始一次新的通话做好准备。因此,可以体会到,电路交换的动作,就是在通信时建立(即联接)电路,通信完毕时拆除(即断开)电路。至于在通信过程中双方传送信息的内容,与交换系统无关。
特点:
1、信息传送的最小单位是时隙;
2、面向连接;
3、同步时分复用;
4、信息传送无差错控制;
5、基于呼叫损失的流量控制;
6、信息具有透明性
分组交换: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。
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。
特点:1、线路利用率高:分组交换以虚电路的形式进行信道的多路复用,实现资源共享,可在一条物理线路上提供多条逻辑信道,极大地提高线路的利用率。使传输费用明显下降。
2、不同种类的终端可以相互通信:分组网以X.25协议向用户提供标准接口,数据以分组为单位在网络内存储转发,使不同速率终端,不同协议的设备经网络提供的协议变换功能后实现互相通信。

3、信息传输可靠性高:在网络中每个分组进行传输时,在节点交换机之间采用差错校验与重发的功能,因而在网中传送的误码率大大降低。而且在网内发生故障时,网络中的路由机制会使分组自动地选择一条新的路由避开故障点,不会造成通信中断。
4、分组多路通信:由于每个分组都包含有控制信息,所以分组型终端可以同时与多个用户终端进行通信,可把同一信息发送到不同用户。
5、计费与传输距离无关:网络计费按时长、信息量计费,与传输距离无关,特别适合那些非实时性,而通信量不大的用户。
二者区别:
电路交换常与分组交换进行比较。其主要不同之处在于:分组交换的通信线路并不专用于源与目的地间的信息传输。在要求数据按先后顺序且以恒定速率快速传输的情况下,使用电路交换是较为理想的选择。因此,当传输实时数据时,诸如音频和视频;或当服务质量(QOS)要求较高时,通常使用电路交换网络。分组交换在数据传输方面具有更强的的效能,可以预防传输过程(如e-mail信息和Web页面)中的延迟和抖动现象。
电路交换与面向连接协议相比较。请注意电路和连接之间的区别。一条连接对应于一条电路,而一条电路不是一条连接的先决条件。
:(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。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。
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,当输出线路不空闲时,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:分组交换仍采用存储转发传输方式,但将一个长报文先分割为若干个较短的分组,然后把这些分组(携带源、目的地址和编号信息)逐个地发送出去,因此分组交换除了具有报文的优点外,与报文交换相比有以下优缺点:
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。
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。

电路交换和分组交换的区别

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