1、電路交換

在進行數(shù)據(jù)傳輸前，兩個結(jié)點之間必須要建立一條專用（雙方獨占）的物理通信路徑（由通信雙方之間的交換設(shè)備和鏈路逐段連接而成），該路徑可能經(jīng)過許多中間結(jié)點。該線路在整個數(shù)據(jù)傳輸期間一直被獨占，直到通信結(jié)束后才被釋放。因此，電路交換技術(shù)分為三個階段：連接建立，數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放。

從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。電路交換的關(guān)鍵點是：在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬。

電路交換技術(shù)的優(yōu)點是：

1）通信時延小。由于通信線路為通信雙發(fā)用戶專用，數(shù)據(jù)直達，所以傳輸數(shù)據(jù)的時延非常小，當數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大時，這一優(yōu)點非常明顯。

2）有序傳輸。雙方通信時按發(fā)送順序傳送數(shù)據(jù)，不存在失序問題。

3）沒有沖突。不同的通信雙方擁有不同的信道，不會出現(xiàn)爭用物理信道的問題。

4）適用范圍廣。電路交換既適用于傳輸模擬信號，又使用于傳輸數(shù)字信號。

5）實時性強。通信雙發(fā)之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信。

6）控制簡單。電路交換的交換設(shè)備（交換機等）及控制均較簡單。

電路交換的缺點是：

1）建立連接時間長，電路交換的平均連接建立時間對計算機通信來說太長。

2）線路獨占，使用效率低。電路交換連接建立后，物理通路被通信雙方獨占，即使通信線路空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用率低。

3）靈活性差。只要通信雙方建立的通路中的任何一點出了故障，就必須重新?lián)芴柦⑦B接，這對十分緊急和重要的通信是很不利的。

4）難以規(guī)格化。數(shù)據(jù)交換時，數(shù)據(jù)直達，不同類型，不同規(guī)格，不同速率的終端很難互相進行通信，也難以在通信過程中進行差錯控制。

2、報文交換

數(shù)據(jù)交換的單位是報文，報文攜帶有目的地址，源地址等信息。報文交換在交換結(jié)點采用的是存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式。

報文交換的優(yōu)點是：

1）無需建立連接：報文交換不需要為通信雙方預(yù)先建立一條專用的通信線路，不需要建立連接時延，用戶可以隨時發(fā)送報文。

2）動態(tài)分配線路：當發(fā)送方把報文交給交換設(shè)備時，交換設(shè)備先存儲整個報文，然后選擇一條合適的空閑線路，將報文發(fā)送出去。

3）提高線路可靠性：如果某條傳輸路徑發(fā)生故障，可重新選擇另一條路徑傳輸數(shù)據(jù)，所以提高了傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

4）提高線路利用率：通信雙方不是固定一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分占用這條物理通道，因為大大提高了通信線路的利用率。

5）提高多目標服務(wù)：一個報文可以同時發(fā)送多個目的地址，這在電路交換中是很難實現(xiàn)的。

報文交換的缺點是：

1）由于數(shù)據(jù)進入交換結(jié)點后要經(jīng)歷存儲，轉(zhuǎn)發(fā)這過程，從而引起轉(zhuǎn)發(fā)時延（包括接受報文，檢驗正確性、排隊、發(fā)送時間等）

2）報文交換對報文的大小沒有限制，這就要求網(wǎng)絡(luò)結(jié)點需要有較大的緩存空間。

注意：報文交換主要使用早期的電報通信網(wǎng)中，現(xiàn)在較少使用，通常使用較先進的分組交換方式所取代。

3、分組交換

同報文交換一樣，分組交換也采用了存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，但解決了報文交換中大報文傳輸?shù)膯栴}。分組交換限制了每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊大小的上限，把大的數(shù)據(jù)塊劃分為合理的小數(shù)據(jù)塊，再加上一些必要的控制信息（如源地址、目的地址和編號信息等），構(gòu)成分組（Packet）。網(wǎng)絡(luò)結(jié)點根據(jù)控制信息把分組送到下一結(jié)點，下一結(jié)點接受到分組后，暫時保存下來并排隊等待傳輸，然后根據(jù)分組控制信息選擇它的下一個結(jié)點，直到到達目的結(jié)點。

分組交換的優(yōu)點是：

1）無建立時延。不需要為通信雙方預(yù)先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時延，用戶可隨時發(fā)送分組。

2）線路利用率高。通信雙方不是固定占用一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分占用這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。

3）簡化了存儲管理（相對于報文交換）。因為分組的長度固定，相應(yīng)的緩沖區(qū)的大小也固定，在交換結(jié)點中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區(qū)的管理，相對比較容易。

4）加速傳輸：分組是逐個傳輸，可以使后一個分組的存儲操作與前一個分組的轉(zhuǎn)發(fā)操作并行，這種流水線方式減少了報文的傳輸時間。此外，傳輸一個分組所需的緩沖區(qū)比傳輸一次報文所需的緩沖區(qū)小得多，這樣因緩沖區(qū)不足而等待發(fā)送的幾率及時間也必然少得多。

5）減少了出錯幾率和重發(fā)數(shù)據(jù)量。因為分組較短，其出錯幾率必然減少，所以每次重發(fā)的數(shù)據(jù)量也就大大減小，這樣不僅提高了可靠性，也減少了傳輸時延。

分組交換的缺點是：

1）存在傳輸時延。盡管分組交換比報文交換的傳輸時延小，但相對于電路交換仍存在存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延，而且其結(jié)點交換機必須具有更強的處理能力。

2）需要傳輸額外的信息量。每個小數(shù)據(jù)塊都要加上源、目的地址和分組編號等信息，從而構(gòu)成分組，使傳送的信息量大約增大5%~10%，一定程序上降低了通信效率，增加了處理的時間，使控制復(fù)雜，時延增加。

3）當分組交換采用數(shù)據(jù)報服務(wù)時，可能出現(xiàn)失序，丟失或重復(fù)分組，分組到達目的結(jié)點時，要對分組按編號進行排序等工作，增加了麻煩。若采用虛電路服務(wù)，雖無失序問題，但有呼叫建立，數(shù)據(jù)傳輸和虛電路釋放三個過程。

若要傳送的數(shù)據(jù)量大，且傳送時間遠大于呼叫時間，則采用電路交換比較合適。

當端到端的通路由很多段的鏈路組成時，采用分組交換傳送數(shù)據(jù)較為合適。

從提高整個網(wǎng)絡(luò)的信道利用率上看，報文交換和分組交換優(yōu)于電路交換，其中分組交換比報文交換的時延小，尤其適合于計算機之間的突發(fā)式的數(shù)據(jù)通信。