1．電路交換技術

網絡交換技術共經歷了四個發展階段，電路交換技術、報文交換技術、分組交換技術和ATM技術。公眾電話網（PSTN網）和 移動網（包括GSM網和CDMA網）采用的都是電路交換技術，它的基本特點是采用面向連接的方式，在雙方進行通信之前，需要為通信雙方分配一條具有固定帶 寬的通信電路，通信雙方在通信過程中將一直占用所分配的資源，直到通信結束，并且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議。這種方式的優點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬，并且實時性強，時延小，交換設備成本較低，但同時帶來的缺點是網絡的帶寬利用率不高，一旦電路被建立不管通信雙方是否處于通話狀態，分配的電路都一直被占用。

2．報文交換技術

報文交換技術和分組交換技術類似，也是采用存儲轉發機制，但報文交換是以報文作 為傳送單元，由于報文長度差異很大，長報文可能導致很大的時延，并且對每個節點來說緩沖區的分配也比較困難，為了滿足各種長度報文的需要并且達到高效的目 的，節點需要分配不同大小的緩沖區，否則就有可能造成數據傳送的失敗。在實際應用中報文交換主要用于傳輸報文較短、實時性要求較低的通信業務，如公用電報 網。報文交換比分組交換出現的要早一些，分組交換是在報文交換的基礎上，將報文分割成分組進行傳輸，在傳輸時延和傳輸效率上進行了平衡，從而得到廣泛的應 用。

3．分組交換技術

電路交換技術主要適用于傳送話音相關的業務，這種網絡交換方式對于數據業務而 言，有著很大的局限性。首先數據通信具有很強的突發性，峰值比特率和平均比特率相差較大，如果采用電路交換技術，若按峰值比特率分配電路帶寬則會造成資源 的極大浪費，如果按照平均比特率分配帶寬，則會造成數據的大量丟失。其次是和語音業務比較起來，數據業務對時延沒有嚴格的要求，但需要進行無差錯的傳輸， 而語音信號可以有一定程度的失真但實時性一定要高。分組交換技術就是針對數據通信業務的特點而提出的一種交換方式，它的基本特點是面向無連接而采用存儲轉 發的方式，將需要傳送的數據按照一定的長度分割成許多小段數據，并在數據之前增加相應的用于對數據進行選路和校驗等功能的頭部字段，作為數據傳送的基本單 元即分組。采用分組交換技術，在通信之前不需要建立連接，每個節點首先將前一節點送來的分組收下并保存在緩沖區中，然后根據分組頭部中的地址信息選擇適當 的鏈路將其發送至下一個節點，這樣在通信過程中可以根據用戶的要求和網絡的能力來動態分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高，但時延較大。

分組交換提供的業務

交換虛電路——指在兩個用戶之間建立的臨時邏輯連接。

永久虛電路——指在兩個用戶之間建立的永久性的邏輯連接。用戶一開機，一條永久虛電路就自動建立起來了。

分組交換網絡

數據報網絡是一個面向無連接的網絡

虛電路網絡是一個面向連接的網絡為每條連接中的連接維護狀態信息．

電路、報文、分組交換的特點和比較

（1）電路交換：由于電路交換在通信之前要在通信雙方之間建立一條被雙方獨占的物理通路（由通信雙方之間的交換設備和鏈路逐段連接而成），因而有以下優缺點。

優點：

①由于通信線路為通信雙方用戶專用，數據直達，所以傳輸數據的時延非常小。

②通信雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實時性強。

③雙方通信時按發送順序傳送數據，不存在失序問題。

④電路交換既適用于傳輸模擬信號，也適用于傳輸數字信號。

⑤電路交換的交換的交換設備（交換機等）及控制均較簡單。

缺點：

①電路交換的平均連接建立時間對計算機通信來說嫌長。

②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，因而信道利用低。

③電路交換時，數據直達，不同類型、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通信，也難以在通信過程中進行差錯控制。

（2）報文交換：報文交換是以報文為數據交換的單位，報文攜帶有目標地址、源地址等信息，在交換結點采用存儲轉發的傳輸方式，因而有以下優缺點：

優點：

①報文交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時延，用戶可隨時發送報文。

②由于采用存儲轉發的傳輸方式，使之具有下列優點：a.在報文交換中便于設置代碼檢驗和數據重發設施，加之交換結點還具有路徑選擇，就可以做到某條傳輸路 徑發生故障時，重新選擇另一條路徑傳輸數據，提高了傳輸的可靠性；b.在存儲轉發中容易實現代碼轉換和速率匹配，甚至收發雙方可以不同時處于可用狀態。這 樣就便于類型、規格和速度不同的計算機之間進行通信；c.提供多目標服務，即一個報文可以同時發送到多個目的地址，這在電路交換中是很難實現的；d.允許 建立數據傳輸的優先級，使優先級高的報文優先轉換。

③通信雙方不是固定占有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分占有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。

缺點：

①由于數據進入交換結點后要經歷存儲、轉發這一過程，從而引起轉發時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發送時間等），而且網絡的通信量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實時性差，不適合傳送實時或交互式業務的數據。

②報文交換只適用于數字信號。

③由于報文長度沒有限制，而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文，當輸出線路不空閑時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉發，要求網絡中每個結點有較大的緩沖區。為了降低成本，減少結點的緩沖存儲器的容量，有時要把等待轉發的報文存在磁盤上，進一步增加了傳送時延。

（3）分組交換：分組交換仍采用存儲轉發傳輸方式，但將一個長報文先分割為若干個較短的分組，然后把這些分組（攜帶源、目的地址和編號信息）逐個地發送出去，因此分組交換除了具有報文的優點外，與報文交換相比有以下優缺點：

優點：

①加速了數據在網絡中的傳輸。因為分組是逐個傳輸，可以使后一個分組的存儲操作與前一個分組的轉發操作并行，這種流水線式傳輸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比傳輸一份報文所需的緩沖區小得多，這樣因緩沖區不足而等待發送的機率及等待的時間也必然少得多。

②簡化了存儲管理。因為分組的長度固定，相應的緩沖區的大小也固定，在交換結點中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區的管理，相對比較容易。

③減少了出錯機率和重發數據量。因為分組較短，其出錯機率必然減少，每次重發的數據量也就大大減少，這樣不僅提高了可靠性，也減少了傳輸時延。

④由于分組短小，更適用于采用優先級策略，便于及時傳送一些緊急數據，因此對于計算機之間的突發式的數據通信，分組交換顯然更為合適些。

缺點：

①盡管分組交換比報文交換的傳輸時延少，但仍存在存儲轉發時延，而且其結點交換機必須具有更強的處理能力。

②分組交換與報文交換一樣，每個分組都要加上源、目的地址和分組編號等信息，使傳送的信息量大約增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了處理的時間，使控制復雜，時延增加。

③當分組交換采用數據報服務時，可能出現失序、丟失或重復分組，分組到達目的結點時，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，雖無失序問題，但有呼叫建立、數據傳輸和虛電路釋放三個過程。

總之，若要傳送的數據量很大，且其傳送時間遠大于呼叫時間，則采用電路交換較為合適；當端到端的通路有很多段的鏈路組成時，采用分組交換傳送數據較為合 適。從提高整個網絡的信道利用率上看，報文交換和分組交換優于電路交換，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式的數據通信。
編輯：hfy