计算机网络：分组交换和电路交换简述

最近在看《计算机网络》，从中选取了自己比较感兴趣的部分写下了自己的理解。

分组交换和电路交换用于互联网中网络链路和交换机移动数据的方法。形象来说就是家里面路由器和公司里交换机传输网络数据的方法，他将电脑中的数据向互联网传输，接收互联网的数据并发往电脑。

##分组交换 分组交换简单说来就是数据先暂存到路由器中，待要发送的数据全部到位后，再发往网络。 我们可以假设一个数据包有多个比特组成。路由器接收数据是一个比特一个比特接收，而发送则是以数据包形式完整发送，所以在路由器没有收到完整数据包之前，它是会把之前接收到的数据暂存在路由器中，这个也叫存储转发传输。 我们可以把路由器当做车站，而每一个数据包当做大巴，每一个比特当做旅客。当一辆大巴上的旅客都到齐的时候，大巴就发车。

###排队时延和分组丢失 排队时延顾名思义，就是在排队的时候会有时间损耗。在这里的时延主要是指大巴等人的时间消耗和大巴在路上堵车的时间消耗。 大巴等人指的是路由器的转发存储机制，必须等整个分组收齐后再发送出去，等待的过程中会耗费不少时间。而堵车指的是路由器通过链路发送数据，数据在发送之前会检查该链路是否有其他数据正在发送，如果被占用的话则需等待，这也是消耗时间的。

分组丢失指的是车站的容量是有限度的，如果人数超过车站容量，自然有些人就上不了车，此时就发生分组丢失。数据在等待的过程中如果仍有数据源源不断地进入，此时就可能超出路由器的最大存储范围，就会发生数据丢失。

###转发表和路由选择协议 前文中提到的链路指的是本地和远程建立的数据交换通道。一台路由器不止一条链路，它可能同时与多个远程服务器建立连接。因此数据在发送的过程中就会选择相应的链路发送出去。 每一个将要发送的数据都会包含对方服务器的 IP 地址，而每台路由器都用一个转发表，负责将目的地址映射成输出链路。并且这个选路过程很奇特，不是一次性将选路的结果全部告诉你，而是只告诉前往下一个站点的路，到了下一个站点将会再次查找，在通往下一个站点。类似于司机问路，到下一个路口再问行人。

路径选择协议就是自动设置转发表的协议，可以达到使数据走最短路径的效果。

##电路交换 电路交换简单来说就是建立专属通道，数据来了直接发送，无需排队。 说实话我是看到这里居然有信号课的频分复用和时分复用才决定写这篇博文的。

由于是建立了专属通道，形象来就可以类比于铁轨，但是一条铁轨只能承载一种车型，其他的车不能行驶这条铁轨，因此降低了数据堵塞的可能。

###复用 采用频分复用和时分复用技术建立专属通道。 频分复用是指划分不同频段建立专属通道，比如频率为 0~4kHz 的用于通电话，频率为 4kHz~50kHz 用于上行通道，频率为 50kHz~1MHz 的用于下行通道。收音机调频收听广播也是用的这个原理，不同频率对应不同的广播台。 时分复用就是利用时间作为划分，不同的时间段对应不同的通道，比如每晚7点就是中央电视台的专属通道。7点35分就是天气预报专属时间。

##分组交换和电路交换的对比 分组交换由于有排队时延和分组丢失，因此他并不适合实时服务。但是由于不需要建立专属通道，因此它的复杂度更低，对资源（主要是带宽）的需求也更低。 由于人们往往不会在同一时间要求上网，而是在不同时间段联网，因此对于电路交换来说，大部分的时间专属通道都是闲置的，而分组交换则充分利用了带宽。所以对于同样的带宽大小，分组交换能容纳更多的用户。 对于现在数百个家庭共享同一个光纤的情况，我们可以看出目前越来越多采用分组交换的方式发展。