数据交换技术
- 在现实中，每个设备都进行直接连接是不现实的，它们需要一些中间结点来进行过渡，这些中间结点为交换设备。通常使用的数据交换技术有三种:电路交换、报文交换和分组交换。
一、电路交换
电路交换(cireuit swithing)技术是在通信两端设备间，通过一个一个交换设备中线路的连接,实际建立了一条专用的物理线路，在该连接被拆除前，这两端的设备单独占用该线路进行数据传输。电话系统就是采用了线路交换技术。通过一个一个交换机中的输入线与输出线的物理连接，在呼叫电话和接收电话间建立了一条物理线路。通话双方可以一直占有这条线路通话。通话结束后，这些交换机中的输入线与输出线断开物理线路被切断。
一(1)、电路交换的优点
- 连接建立后，数据以固定的传输率被传输，传输延迟小。
- 由于物理线路被单独占用，因此不可能发生冲突。
- 适用于实时大批量连续的数据传输。
一(2)、电路交换的缺点
- 建立连接将跨多个设备或线缆,需要花费很长的时间。
- 连接建立后,由于线路是专用的，即使空闲，也不能被其他设备使用，造成一定的浪费。
- 对通信双方而言，必须做到双方的收发速度、编码方法 信息格式和传输控制等一致才能完成通信。
二、报文交换
报文交换是一种存储转发技术，报文交换不要求两个通信结点之间建立专用通路。节点把要发送的信息组织成一个数据包——报文，该报文含有目标结点的地址，完整的报文在网络中一站一站地向前传送”
二(1)、报文交换的优点
- 线路的利用率较高。许多报文可以分时共享交换设备间的线路。
- 当接收端设备不可用时，可暂时由交换设备保存报文,报文在传输时对报文的大小小没有限制。
- 在线路交换网络中，当通信量变得很大时，某些连接会被阻塞，即网络在其负荷降下来之前，不再接收更多的请求。而在报文交换网络中，却仍然可以接收报文，只是会增加传输延迟。
- 能够建立报文优先级。可以把暂存在交换设备里的许多报文重新安排先后顺序，优先级高的报文先转发，减少高优先级报文的延迟。
- 交换设备能够复制报文副本,并把每一个拷贝送到多个所需的目的地。
- 报文交换网络可以进行速率和码型的转换。利用交换设备的缓冲作用，可以解决不同数据传输率的设备的连接。交换设备也可以很容易地转换各种编码格式，如从ASCII码转换为EBCDIC码。
二(2)、报文交换的缺点
- 数据的传输延迟比较长，而且延迟时间长短不一,因此不适用于实时或交互式的通信系统。
- 当报文传输错误时,必须重传整个报文。
三、分组交换
- 分组交换又称报文分组交换，或包交换，也是种存储转发技术。在报文交换中报文的长度不确定，交换设备的存储者器容量大小如果按最长的报文计算，显然不经济。如果利用交换设备的外存容量，则内外存间变换数据会增加报文处理的时间。分组交换中,将报文分解成若干段，每一段报文加上交换时所需的地址、控制和差错校验信息，按规定的格式构成一个数据单位，通常被称为“ 报文分组”或“包”。在分组交换网络中，控制和管理通过网络的交换分组流有两种方式:数据报和虚电路。
三(1)、分组交换的优点
- 利用率高
较之电路交换对链路的独占性而言，不同的数据分组可以在同一条链路上以动态共享和复用方式进行传输,通信资源利用率高，从而使得信道的容量和吞吐量有了很大的提升。因为节点到节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。 - 数据率
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节点上。 - 排队机制
在同一个链路上可以同时传输不同类型和规格的数据，当分组网络上有大量的分组时，可以根据设定数据传输的排队机制，保证优先级高的分组优先传输。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。 - 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输.它可以先传输高优先级的分组。这些分组因此将比低优先级的分组经历更少的时延。
三(2)、分组交换的缺点
- 时延
一个分组通过一个分组交换网络结点时会产生时延，而在电路交换网络中则分组交换不存在这种时延。 - 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)。 - 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节点的集合,在理想情况下,所有的分组交换节点应该总是了解整个网络的状态。但是,不幸的是，因为节点是分布的，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。
网络协议
网络中各个结点的软硬件不一样，如果要进行数据传输，必须要有一个统一的规则、标准，才能实现数据的传输和资源的共享。这种规则，标准的集合,就是网络协议。
- 语义解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什么样的响应。
- 语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。
- 时序是对事件发生顺序的详细说明(也可称为“同步”)。
网络中分层结构的优点
- 各层相互独立，高层只需向低层索取服务，而不用知道低层如何实现服
- 灵活性好，各层发生变化时，只要接口层不变,不会影响其他层。
- 各层采用适合的技术来实现服务,可改变技术,并不会影响到其他。
- 易维护，将复杂的问题分层简单化处理，结构体系的维护变得容易。
- 标准化,每一层都可以明确其服务的标准。
