认识达内从这里开始

用户在通过互联网来获取信息的时候其运行原理基本上可以用信息交换传输来概括。而今天我们就一起来了解一下，计算机网络的信息交换方法都有哪些。

1、分组交换

在互联网应用中，每个终端系统都可以彼此交换信息，这种信息也被称为 报文(Message)，报文是一个集大成者，它可以包括你想要的任何东西，比如文字、数据、电子邮件、音频、视频等。为了从源目的地向端系统发送报文，需要把长报文切分为一个个小的数据块，这种数据块称为分组(Packets)，也就是说，报文是由一个个小块的分组组成。在端系统和目的地之间，每个分组都要经过通信链路(communication links) 和分组交换机(switch packets) ，通信链路可以分为双绞铜线、同轴电缆和光纤。分组交换机又分为路由器和链路层交换机。分组要在端系统之间交互需要经过一定的时间，如果两个端系统之间需要交互的分组为 L 比特，链路的传输速率问 R 比特/秒，那么传输时间就是 L / R秒。

现在我们来模拟一下这个分组交换的过程，一个端系统需要经过交换机给其他端系统发送分组，当分组到达交换机时，交换机就能够直接进行转发吗?不是的，交换机可没有这么无私，你想让我帮你转发分组?好，先你需要先把整个分组数据都给我，我再考虑给你发送的问题，这就是存储转发传输。

2、存储转发传输

存储转发传输指的就是交换机再转发分组的一个比特前，必须要接受到整个分组。分组 1、2、3 在以 R bps 的速率向交换器进行分组传输，并且交换机已经收到了分组1 发送的比特，此时交换机会直接进行转发吗?答案是不会的，交换机会把你的分组先缓存在本地。这就和考试作弊一样，一个学霸要经过学渣 A 给学渣 B 传答案，学渣 A 说，学渣 A 在收到答案后，它可能直接把卷子传过去吗?学渣A 说，等我先把答案抄完(保存功能)后再把卷子给你。

3、排队时延和分组丢失

多个端系统同时给交换器发送分组，一定存在顺序到达和排队的问题。事实上，对于每条相连的链路，该分组交换机会有一个输出缓存(output buffer) 和 输出队列(output queue) 与之对应，它用于存储路由器准备发往每条链路的分组。如果到达的分组发现路由器正在接收其他分组，那么新到达的分组就会在输出队列中进行排队，这种等待分组转发所耗费的时间也被称为 排队时延，上面提到分组交换器在转发分组时会进行等待，这种等待被称为 存储转发时延，所以我们现在了解到的有两种时延，但是其实是有四种时延。这些时延不是一成不变的，其变化程序取决于网络的拥塞程度。

因为队列是有容量限制的，当多条链路同时发送分组导致输出缓存无法接受超额的分组后，这些分组会丢失，这种情况被称为 丢包(packet loss)，到达的分组或者已排队的分组将会被丢弃。

4、电路交换

在计算机网络中，另一种通过网络链路和路由进行数据传输的另外一种方式就是 电路交换(circuit switching)。电路交换在资源预留上与分组交换不同，什么意思呢?就是分组交换不会预留每次端系统之间交互分组的缓存和链路传输速率，所以每次都会进行排队传输;而电路交换会预留这些信息。一个简单的例子帮助你理解：这就好比有两家餐馆，餐馆 A 需要预定而餐馆 B 不需要预定，对于可以预定的餐馆 A，我们必须先提前与其进行联系，但是当我们到达目的地时，我们能够立刻入座并选菜。而对于不需要预定的那家餐馆来说，你可能不需要提前联系，但是你必须承受到达目的地后需要排队的风险。

5、分组交换和电路交换的对比

分组交换的支持者经常说分组交换不适合实时服务，因为它的端到端时延时不可预测的。而分组交换的支持者却认为分组交换提供了比电路交换更好的带宽共享;它比电路交换更加简单、更有效，实现成本更低。但是现在的趋势更多的是朝着分组交换的方向发展。

【免责声明】：本内容转载于网络，转载目的在于传递信息。文章内容为作者个人意见，本平台对文中陈述、观点保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性与完整性提供形式地保证。请读者仅作参考。