数据交换概述

数据交换(Data Switching)是指在多个数据终端设备(DTE)之间，为任意两个终端设备建立数据通信临时互连通路的过程。数据交换可以分为：电路交换、报文交换、分组交换和混合交换。电路交换原理与电话交换原理基本相同。电路交换的缺点是电路的利用率低，双方在通信过程中的空闲时间，电路不能得到充分利用。

报文交换的原理是当发送方的信息到达报文交换用的计算机时，先存放在外存储器中，待中央处理机分析报头，确定转发路由，并选到与此路由相应的输出电路上进行排队，等待输出。一旦电路空闲，立即将报文从外存储器 [1] 取出后发出，这就提高了这条电路的利用率。报文交换虽然提高了电路的利用率，但报文经存储转发后会产生较大的时延。分组交换也是一种存储转发交换方式，但与报文交换不同，它是把报文划分为一定长度的分组，以分组为单位进行存储转发。这就不但具备了报文交换方式提高电路利用率的优点，同时克服了时延大的缺点。

电路交换当用户之间要传输数据时，交换中心在用户之间建立一条暂时的数据电路。电路接通后，用户双方便可传输数据，并一直占用到传输完毕拆除电路为止。电路交换引入的时延很小，而且交换机对数据不加处理，因而适合传输实时性强和批量大的数据。特点线路交换可以保证在建立了物理通路后，该物理通路成为一条专用的线路。因此，传输信息不再有延迟。但由于计算机传送信息是间歇的，因此在占用物理通路的全部时间里只有很短的时间是真正用来传送信息的，这就造成了通信线路的浪费。另外，线路交换建立通路的呼叫过程对计算机通信也嫌太长。

报文交换一般都是利用计算机实现的。发信端用户首先把要发送的数据编成电文，连同收信地址等辅助数据一起发往本地交换中心，在那里把它们完整地存储起来并作适当处理。当本地交换中心的输出口有空时,就将电文转发到下一个交换中心，最后由收信端的交换中心将电文传递到用户。

在交换中，报文从源点到目的地采用存储转发方式。优点是：①传输可靠性高，它可以有效地采用差错校验和重发技术;②线路利用率高，它可以把多条低速电路集中成高速电路传输,并且可以使多个用户共享一个信道;③使用灵活,它可以进行代码变换、速率变换等预处理工作，因而它能在类型、速率、规程不同的终端之间传输数据。但是，报文交换不适合于会话型和实时性要求较高的业务。一般报文交换要按传输数据的重要和紧迫程度，分成不同的优先等级加以传输。

分组交换把数据分割成若干个长度较短(一般不超过 128个字符)的分组，每个分组内除数据信息外还包括控制信息，它们在交换机内作为一个整体进行交换。每个分组在交换网内的传输路径可以不同。分组交换也采用存储转发技术，并进行差错检验、重发、返送响应等操作，最后收信端把接收的全部分组按顺序重新组合成数据。特点与电文交换相比，分组交换的优点是：①在电文交换中，总的传输时延是每个节点上接收与转发整个电文时延的总和，而在分组交换中，某个分组发送给一个结点后，就可以接着发送下一个分组，这样总的时延就减小;②每个节点所需要的缓存器容量减小，这有利于提高节点存储资源的利用率;③传输有差错时，只要重发一个或若干个分组，不必重发整个电文，这样可以提高传输效率。分组交换的缺点是每个分组要附加一些控制信息，这会使传输效率降低，尤以长电文为甚。一般分组交换提供虚电路和数据报两种基本业务。 [2]

混合交换在一个计算机网络中同时采用电路交换和分组交换方式，称为混合交换。混合的方法是将传送信道分为不同的带宽，将一部分带宽分配给电路交换使用，而将另一部分带宽分配给分组交换使用。这里所谓的带宽就是指在一条传输信道上允许传输信息的频带宽度，即能从信道上通过信号的最高频率。