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網(wǎng)絡(luò)中三種交換方式的比較
引導(dǎo)語：網(wǎng)絡(luò)交換是指通過一定的設(shè)備，如交換機等，將不同的信號或者信號形式轉(zhuǎn)換為對方可識別的信號類型從而達(dá)到通信目的的一種交換形式，常見的有:數(shù)據(jù)交換，線路交換，報文交換，分組交換。以下是小編整理的網(wǎng)絡(luò)中三種交換方式的比較，歡迎參考閱讀!
網(wǎng)絡(luò)中三種交換方式的比較 篇1
（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(shè)備和鏈路逐段連接而成），因而有以下優(yōu)缺點。
優(yōu)點：
�、儆捎谕ㄐ啪�路為通信雙方用戶專用，數(shù)據(jù)直達(dá)，所以傳輸數(shù)據(jù)的時延非常小。
�、谕ㄐ烹p方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實時性強。
�、垭p方通信時按發(fā)送順序傳送數(shù)據(jù)，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(shù)字信號。
�、蓦娐方粨Q的交換的交換設(shè)備（交換機等）及控制均較簡單。
缺點：
�、匐娐方粨Q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。
�、垭娐方粨Q時，數(shù)據(jù)直達(dá)，不同類型、不同規(guī)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(shù)據(jù)交換的單位，報文攜帶有目標(biāo)地址、源地址等信息，在交換結(jié)點采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式，因而有以下優(yōu)缺點：
優(yōu)點：
①報文交換不需要為通信雙方預(yù)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(fā)送報文。
�、谟捎诓捎么鎯D(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式，使之具有下列優(yōu)點：a.在報文交換中便于設(shè)置代碼檢驗和數(shù)據(jù)重發(fā)設(shè)施，加之交換結(jié)點還具有路徑選擇，就可以做到某條傳輸路徑發(fā)生故障時，重新選擇另一條路徑傳輸數(shù)據(jù)，提高了傳輸?shù)目煽啃�；b.在存儲轉(zhuǎn)發(fā)中容易實現(xiàn)代碼轉(zhuǎn)換和速率匹配，甚至收發(fā)雙方可以不同時處于可用狀態(tài)。這樣就便于類型、規(guī)格和速度不同的計算機之間進行通信；c.提供多目標(biāo)服務(wù)，即一個報文可以同時發(fā)送到多個目的地址，這在電路交換中是很難實現(xiàn)的；d.允許建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級，使優(yōu)先級高的報文優(yōu)先轉(zhuǎn)換。
�、弁ㄐ烹p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：
�、儆捎跀�(shù)據(jù)進入交換結(jié)點后要經(jīng)歷存儲、轉(zhuǎn)發(fā)這一過程，從而引起轉(zhuǎn)發(fā)時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發(fā)送時間等），而且網(wǎng)絡(luò)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(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)。
�、趫笪慕粨Q只適用于數(shù)字信號。
�、塾捎趫笪拈L度沒有限制，而每個中間結(jié)點都要完整地接收傳來的整個報文，當(dāng)輸出線路不空閑時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉(zhuǎn)發(fā)，要求網(wǎng)絡(luò)中每個結(jié)點有較大的緩沖區(qū)。為了降低成本，減少結(jié)點的緩沖存儲器的容量，有時要把等待轉(zhuǎn)發(fā)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(zhuǎn)發(fā)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(fā)送出去，因此分組交換除了具有報文的優(yōu)點外，與報文交換相比有以下優(yōu)缺點：
優(yōu)點：
①加速了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)發(fā)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(qū)比傳輸一份報文所需的緩沖區(qū)小得多，這樣因緩沖區(qū)不足而等待發(fā)送的機率及等待的時間也必然少得多。
�、诤喕舜鎯芾�。因為分組的長度固定，相應(yīng)的緩沖區(qū)的大小也固定，在交換結(jié)點中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區(qū)的管理，相對比較容易。
�、蹨p少了出錯機率和重發(fā)數(shù)據(jù)量。因為分組較短，其出錯機率必然減少，每次重發(fā)的數(shù)據(jù)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。
�、苡捎诜纸M短小，更適用于采用優(yōu)先級策略，便于及時傳送一些緊急數(shù)據(jù)，因此對于計算機之間的突發(fā)式的數(shù)據(jù)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(zhuǎn)發(fā)時延，而且其結(jié)點交換機必須具有更強的處理能力。
�、诜纸M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(fù)雜，時延增加。
③當(dāng)分組交換采用數(shù)據(jù)報服務(wù)時，可能出現(xiàn)失序、丟失或重復(fù)分組，分組到達(dá)目的結(jié)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(wù)，雖無失序問題，但有呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和虛電路釋放三個過程。
總之，若要傳送的數(shù)據(jù)量很大，且其傳送時間遠(yuǎn)大于呼叫時間，則采用電路交換較為合適；當(dāng)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(shù)據(jù)較為合適。從提高整個網(wǎng)絡(luò)的信道利用率上看，報文交換和分組交換優(yōu)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(fā)式的數(shù)據(jù)通信。
網(wǎng)絡(luò)中三種交換方式的比較 篇2
計算機網(wǎng)絡(luò)在資源共享和信息交換方面所具有的功能，是其它系統(tǒng)所不能替代的。計算機網(wǎng)絡(luò)所具有的高可靠性、高性能價格比和易擴充性等優(yōu)點，使得它在工 業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、郵電通信、文化教育、商業(yè)、國防以及科學(xué)研究等各個領(lǐng)域、各個行業(yè)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。我國有關(guān)部門也已制訂了"金橋"、"金關(guān) "和"金卡"三大工程，以及其它的一些金字號工程，這些工程都是以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)設(shè)施，為促使國民經(jīng)濟早日實現(xiàn)信息化的主干工程，也是計算機網(wǎng)絡(luò)的具體 應(yīng)用。計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍實在太廣泛，本節(jié)僅能涉及一些帶有普遍意義和典型意義的應(yīng)用領(lǐng)域。
（1）辦公自動化OA（Office Automation）
辦公自動化系統(tǒng)，按計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看是一個計算機網(wǎng)絡(luò)，每個辦公室相當(dāng)于一個工作站。它集計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、局域網(wǎng)、遠(yuǎn)距離通信技術(shù)以及人工智 能、聲音、圖像、文字處理技術(shù)等綜合應(yīng)用技術(shù)之大成，是一種全新的信息處理方式。辦公自動化系統(tǒng)的核心是通信，其所提供的通信手段主要為數(shù)據(jù)/聲音綜合服 務(wù)、可視會議服務(wù)和電子郵件服務(wù)。
（2）電子數(shù)據(jù)交換EDI（Electronic Data Interchange）
電子數(shù)據(jù)交換，是將貿(mào)易、運輸、保險、銀行、海關(guān)等行業(yè)信息用一種國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)格式，通過計算機網(wǎng)絡(luò)通信，實現(xiàn)各企業(yè)之間的數(shù)據(jù)交換，并完成以貿(mào)易為中心的業(yè)務(wù)全過程。EDI在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用已很廣泛，我國的"金關(guān)"工程就是以EDI作為通信平臺的。
（3）遠(yuǎn)程交換（Telecommuting）
遠(yuǎn)程交換是一種在線服務(wù)（Online Serving）系統(tǒng)，原指在工作人員與其辦公室之間的計算機通信形式，按通俗的說法即為家庭辦公。
一個公司內(nèi)本部與子公司辦公室之間也可通過遠(yuǎn)程交換系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式辦公系統(tǒng)。遠(yuǎn)程交換的作用也不僅僅是工作場地的轉(zhuǎn)移，它大大加強了企業(yè)的活力與快速反應(yīng)能力。近年來各大企業(yè)的本部，紛紛采用一種被之為"虛擬辦公室"（Virtual Office）的技術(shù)，創(chuàng)造出一種全新的商業(yè)環(huán)境與空間。遠(yuǎn)程交換技術(shù)的發(fā)展，對世界的整個經(jīng)濟運作規(guī)則產(chǎn)生了巨大的影響。
�。�4）遠(yuǎn)程教育（Distance Education）
遠(yuǎn)程教育是一種利用在線服務(wù)系統(tǒng)，開展學(xué)歷或非學(xué)歷教育的全新的教學(xué)模式。遠(yuǎn)程教育幾乎可以提供大學(xué)中所有的課程，學(xué)員們通過遠(yuǎn)程教育，同樣可得到正規(guī)大學(xué)從學(xué)士到博士的所有學(xué)位。這種教育方式，對于已從事工作而仍想完成高學(xué)位的人士特別有吸引力。
遠(yuǎn)程教育的基礎(chǔ)設(shè)施是電子大學(xué)網(wǎng)絡(luò)EUN（Electronic University Network）。EUN的主要作用是向?qū)W員提供課程軟件及主機系統(tǒng)的使用，支持學(xué)員完成在線課程，并負(fù)責(zé)行政管理、協(xié)作合同等。這里所指的軟件除系統(tǒng)軟 件之外，包括CAI課件，即計算機輔助教學(xué)（Computer Aided Instruction）軟件。CAI課件一般采用對話和引導(dǎo)式的方式指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生錯誤還具有回溯功能，從本質(zhì)上解決了學(xué)生學(xué)習(xí)中的困難。
�。�5）電子銀行
電子銀行也是一種在線服務(wù)系統(tǒng)，是一種由銀行提供的基于計算機和計算機網(wǎng)絡(luò)的新型金融服務(wù)系統(tǒng)。電子銀行的功能包括：金融交易卡服務(wù)、自動存取款作 業(yè)、銷售點自動轉(zhuǎn)帳服務(wù)、電子匯款與清算等，其核心為金融交易卡服務(wù)。金融交易卡的誕生，標(biāo)志了人類交換方式從物物交換、貨幣交換到信息交換的又一次飛 躍。
圍繞金融交易卡服務(wù)，產(chǎn)生了自動存取款服務(wù)，自動取款機（CD）及自動存取款機（ATM）也應(yīng)運而生。自動取款機與自動存取款機大多采用聯(lián)網(wǎng)方式工 作，現(xiàn)已由原來的一行聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到多行聯(lián)網(wǎng)，形成覆蓋整個城市、地區(qū)，甚至全國的網(wǎng)絡(luò)，全球性國際金融網(wǎng)絡(luò)也正在建設(shè)之中。
電子匯款與清算系統(tǒng)可以提供客戶轉(zhuǎn)帳、銀行轉(zhuǎn)帳、外幣兌換、托收、押匯信用證、行間證券交易、市場查證、借貸通知書、財務(wù)報表、資產(chǎn)負(fù)債表、資金調(diào)撥 及清算處理等金融通信服務(wù)。由于大型零售商店等消費場所采用了終端收款機（POS），從而使商場內(nèi)部的資金即時清算成為現(xiàn)實。銷售點的電子資金轉(zhuǎn)帳是 POS與銀行計算機系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)而成的。
當(dāng)前電子銀行服務(wù)又出現(xiàn)了智能卡（IC）。IC卡內(nèi)裝有微處理器、存儲器及輸入輸出接口，實際上是一臺不帶電源的微型電子計算機。由于采用IC卡，持卡人的安全性和方便性大大提高了，
�。�6）電子公告板系統(tǒng)BBS（Bulletin Board System）
電子公告板是一種發(fā)布并交換信息的在線服務(wù)系統(tǒng)。BBS可以使更多的用戶通過電話線以簡單的終端形式實現(xiàn)互聯(lián)，從而得到廉價的豐富信息，并為其會員提供網(wǎng)上交談、發(fā)布消息、討論問題、傳送文件、學(xué)習(xí)交流和游戲等的機會和空間。
�。�7）證券及期貨交易
證券及期貨交易是由于其獲利巨大、風(fēng)險巨大，且行情變化迅速，投資者對信息的依賴格外顯得重要。金融業(yè)通過在線服務(wù)計算機網(wǎng)絡(luò)提供證券市場分析、預(yù) 測、金融管理、投資計劃等需要大量計算工作的服務(wù)，提供在線股票經(jīng)紀(jì)人服務(wù)和在線數(shù)據(jù)庫服務(wù)（包括最新股價數(shù)據(jù)庫、歷史股價數(shù)據(jù)庫、股指數(shù)據(jù)庫以及有關(guān)新 聞、文章、股評等）。
（8）廣播分組交換
廣播分組交換實際上是由一種無線廣播與在線系統(tǒng)結(jié)合的特殊服務(wù)，該系統(tǒng)使用戶在任何地點都可使用在線服務(wù)系統(tǒng)。廣播分組交換可提供電子郵件、新聞、文 件等傳送服務(wù)，無線廣播與在線系統(tǒng)通過調(diào)制解調(diào)器，再通過電話局可以結(jié)合在一起。移動式電話也屬于廣播系統(tǒng)。
�。�9）校園網(wǎng)（Campus Network）
校園網(wǎng)是在大學(xué)校園區(qū)內(nèi)用以完成大中型計算機資源及其它網(wǎng)內(nèi)資源共享的通信網(wǎng)絡(luò)。一些發(fā)達(dá)國家已將校園網(wǎng)確定為信息高速公路的主要分支。無論在國內(nèi)還 是國外，校園網(wǎng)的存在與否，是衡量該院校學(xué)術(shù)水平與管理水平的重要標(biāo)志，也是提高學(xué)校教學(xué)、科研水平不可或缺的重要支撐環(huán)節(jié)。
共享資源是校園網(wǎng)最基本的應(yīng)用，人們通過網(wǎng)絡(luò)更有效地共享各種軟、硬件及信息資源，為眾多的科研人員提供一種嶄新的合作環(huán)境。校園網(wǎng)可以提供異型機聯(lián)網(wǎng)的 公共計算環(huán)境、海量的用戶文件存儲空間、昂貴的打印輸出設(shè)備、能方便獲取的圖文并茂的電子圖書信息，以及為各級行政人員服務(wù)的行政信息管理系統(tǒng)和為一般用 戶服務(wù)的電子郵件系統(tǒng)。
（10）信息高速公路
如同現(xiàn)代信息高速公路的結(jié)構(gòu)一樣，信息高速公司也分為主干、分支及樹葉。圖像、聲音、文字轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號在光纖主干線上傳送，由交換技術(shù)再送到電話線或電纜分支線上，最終送到具體的用戶"樹葉"。主干部分由光纖及其附屬設(shè)備組成，是信息高速公路的骨架。
我國政府也十分重視信息化事業(yè)，為了促進國家經(jīng)濟信息化，提出個"金橋"工程--國家公用經(jīng)濟信息網(wǎng)工程、"金關(guān)"工程--外貿(mào)專用網(wǎng)工程、"金卡" 工程--電子貨幣工程。這些工程是規(guī)模宏大的系統(tǒng)工程，其中的"金橋工程"是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)施，也是其它"金"字系列工程的基礎(chǔ)。
“金橋”工程包含信息源、信息通道和信息處理三個組成部分，通過衛(wèi)星網(wǎng)與地面光纖網(wǎng)開發(fā)，并利用國家及各部委、大中型企業(yè)的信息資源為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。 “金卡”工程是在金橋網(wǎng)上運行的重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)之一，主要包括電子銀行及信用卡等內(nèi)容�！敖鹂ā惫こ逃址Q為無紙化貿(mào)易工程，其主要實現(xiàn)手段為EDI，它以網(wǎng) 絡(luò)通信和計算機管理系統(tǒng)為支撐，以標(biāo)準(zhǔn)化的電子數(shù)據(jù)交換替代了傳統(tǒng)的紙面貿(mào)易文件和單證。其它的一些“金”字系列工程，如“金稅”工程、“金智”工程、 “金盾”工程等亦在籌劃與運作之中。這些重大信息工程的全面實施，在國內(nèi)外引起了強烈反響，開創(chuàng)了我國信息化建設(shè)事業(yè)的新紀(jì)元。
（11）企業(yè)網(wǎng)絡(luò)
集散系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)是兩種典型的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
集散系統(tǒng)實質(zhì)上是一種分散型自動化系統(tǒng)，又稱做以微處理機為基礎(chǔ)的分散綜合自動化系統(tǒng)。集散系統(tǒng)具有分散監(jiān)控和集中綜合管理兩方面的特征，而更將"集 "字放在首位，更注重于全系統(tǒng)信息的綜合管理。80年代以來，集散系統(tǒng)逐漸取代常規(guī)儀表，成為工業(yè)自動化的主流。工業(yè)自動化不僅體現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場，也體現(xiàn)在 企業(yè)事務(wù)行政管理上。集散系統(tǒng)的發(fā)展及工業(yè)自動化的需求，導(dǎo)致了一個更龐大、更完善的計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的誕生。
集散系統(tǒng)一般分為三級：過程級、監(jiān)控級和管理信息級。集散系統(tǒng)是將分散于現(xiàn)場的以微機為基礎(chǔ)的過程監(jiān)測單元、過程控制單元、圖文操作站及主機（上位 機）集成在一起的'系統(tǒng)。它采用了局域網(wǎng)技術(shù)，將多個過程監(jiān)控、操作站和上位機互連在一起，使通信功能增強，信息傳輸速度加快，吞吐量加大，為信息的綜合管 理提供了基礎(chǔ)。因為CIMS具有提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)周期等一系列極具吸引力的優(yōu)點，所以已經(jīng)成為未來工廠自動化的方向。
�。�12）智能大廈和結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)
智能大廈（Intelligent Building）是近十年來新興的高技術(shù)建筑形式，它集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、人類工程學(xué)、樓宇控制、樓宇設(shè)施管理為一體，使大樓具有高度的適應(yīng)性（柔 性），以適應(yīng)各種不同環(huán)境與不同客戶的需要。智能大廈是以信息技術(shù)為主要支撐的，這也是其具有"智能"之名稱的由來。有人認(rèn)為具有三A的大廈，可視為智能 大廈。所謂三A就是CA（通信自動化）、OA（辦公自動化）和BA（樓宇自動化）。概括起來，可以認(rèn)為智能大廈除有傳統(tǒng)大廈功能之外，主要必須具備下列基 本構(gòu)成要素：高舒適的工程環(huán)境、高效率的管理信息系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng)、先進的計算機網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)及樓宇自動化。
智能大廈及計算機網(wǎng)絡(luò)的信息基礎(chǔ)設(shè)施是結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)SCS（Structure Cabling System）。在建設(shè)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，布線系統(tǒng)是整個計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計中不可分割的一部分，它關(guān)系到日后網(wǎng)絡(luò)的性能、投資效益、實際使用效果以及日 常維護工作。結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)是指在一個樓宇或樓群中的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)能連接所有的話音、數(shù)字設(shè)備，并將它們與交換系統(tǒng)相連，構(gòu)成一個統(tǒng)一、開放的結(jié)構(gòu)化布線 系統(tǒng)。在綜合布線系統(tǒng)中，設(shè)備的增減、工位的變動，僅需通過跳線簡單插拔即可，而不必變動布線本身，從而大大方便了管理、使用和維護。
網(wǎng)絡(luò)的分類
按照網(wǎng)絡(luò)的類型特征，對網(wǎng)絡(luò)進行分類是了解網(wǎng)絡(luò)、學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要基礎(chǔ)之一。從不同的角度對網(wǎng)絡(luò)分類則有不同的分類方法。常見的分類方法有以下幾種：
1、按分布地理范圍分類
按分布地理范圍分類，計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和城域網(wǎng)三種。
廣域網(wǎng)（Wide Area Network，簡稱WAN）又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，其分布范圍可達(dá)數(shù)百公里乃至更遠(yuǎn)，可以覆蓋一個地區(qū)，一個國家，更至全世界。
局域網(wǎng)（Local Area Network，簡稱LAN）是將小區(qū)域內(nèi)的計算機及各種通信設(shè)備互連在一起的網(wǎng)絡(luò)，其分布范圍局限在一個辦公室、一個建筑物或一個企業(yè)內(nèi)。
城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network，簡稱MAN）的分布范圍介于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間，其目的是在一個較大的地理區(qū)域內(nèi)提供數(shù)據(jù)、聲音和圖像的傳輸。
2、按交換方式分類
按網(wǎng)絡(luò)的交換方式分類，計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為電路交換網(wǎng)，報文交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)三種。
電路交換（Circuit Switching）方式類似于傳統(tǒng)的電話交換方式，用戶在開始通信之前，必須申請建立一條從發(fā)送端到接收端的物理通道，并且在雙方通信期間始終占用該信道。
報文交換（Message Switching）方式的數(shù)據(jù)單元是要發(fā)送一個完整報文，其長度不受限制。報文交換采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理，這點像古代的郵政通信，郵件由途中的驛站逐個存儲 轉(zhuǎn)發(fā)一樣。每個報文中含有目的地址，每個用戶節(jié)點要為途徑的報文選擇適當(dāng)?shù)穆窂�，使其能最終達(dá)到目的端。
分組交換（Packet Switching）方式也稱包交換方式，1969年首次在ARPANET上使用，現(xiàn)在人們都公認(rèn)ARPANET是分組交換網(wǎng)之父，并將分組交換網(wǎng)的出現(xiàn) 作為計算機網(wǎng)絡(luò)新時代的開始。采用分組交換方式通信前，發(fā)送端先將數(shù)據(jù)劃分為一個個等長的單位（即分組），這些分組逐個由各中間節(jié)點采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式進行 傳輸，最終達(dá)到目的端。由于分組長度有限，可以在中間節(jié)點機的內(nèi)存中進行存儲處理，其轉(zhuǎn)發(fā)速度可大大提高。
3、按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類
按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類，計算機網(wǎng)絡(luò)可分為星形網(wǎng)、總線網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、樹型網(wǎng)和網(wǎng)形網(wǎng)。
星形網(wǎng)是最早采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式，其每個站點都通過連接電纜與主控機相聯(lián)，相關(guān)站點之間的通信都由主控機進行，所以要求主控機有很高的可靠性，這種結(jié)構(gòu)是一種集中控制方式。
環(huán)形網(wǎng)中各工作站依次相互連接組成一個閉合的環(huán)形，信息可以沿著環(huán)形線路單向（或雙向）傳輸，由目的站點接收。環(huán)形網(wǎng)適合那些數(shù)據(jù)不需要在中心主控機上集中處理而主要在各站點進行處理的情況。
總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)中各個工作站通過一條總線連接，信息可以沿著兩個不同的方向由一個站點傳向另一個站點，是目前局域網(wǎng)中普遍采用的一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)情形。
除了以上分類方法以外，還可按所采用的傳輸媒體分為雙絞線網(wǎng)，同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)、無線網(wǎng)；按信道的帶寬分為窄帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)；按不同用戶分為科研網(wǎng)、教育網(wǎng)、商業(yè)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)等。
計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸媒體
網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
“拓?fù)洹?quot;這個名詞是從幾何學(xué)中借用來的。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫侵妇W(wǎng)絡(luò)形狀，或者是它在物理上的連通性。下面介紹幾種最為主要的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
（1）星形拓?fù)?/p>
星形拓?fù)涫怯芍醒牍?jié)點和通過點到點通信鏈路接到中央節(jié)點的各個站點組成，如圖 7.5所示。中央節(jié)點執(zhí)行集中工通信控制策略，因此中央節(jié)點相當(dāng)復(fù)雜，而各個站點的通信處理負(fù)擔(dān)都很小。星形網(wǎng)采用的交換方式有電路交換和報文交換，尤以 電路交換方式更為普遍。這種結(jié)構(gòu)一旦建立通道連接，就可以無延遲地在連通的兩個站點之間傳送數(shù)據(jù)。目前流行的專用交換機 PBX（ Private Branch eXchange）就是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的典型實例。
星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點：
① 控制簡單。在星形網(wǎng)絡(luò)中，任何一個站點只和中央節(jié)點相連接，因而媒體訪問控制方法很簡單，致使訪問協(xié)議也十分簡單。
�、� 故障診斷和隔離容易。在星形網(wǎng)絡(luò)中，中央節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)連接線路可以逐一地隔離開來進行故障檢測和定位，單個連節(jié)點的故障只影響一個設(shè)備，不會影響整個網(wǎng)絡(luò)。
③ 方便服務(wù)。中央節(jié)點可方便地對各個站點提供服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)重新配置。
星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點：
�、� 電纜長度和安裝工作量相當(dāng)可觀。因為每個站點都要和中央節(jié)點直接連接，需要耗費大量的電纜、安裝、維護的工作量也劇增。
�、� 中央節(jié)點的負(fù)擔(dān)較重，易形成瓶頸。一旦發(fā)生故障，則全網(wǎng)受影響，因而對中央節(jié)點的可靠性和冗余度方面的要求很高。
�、� 各站點的分布處理能力較低。
星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)智能集中于某個中央站點的場合。從目前的趨勢看，計算機的發(fā)展已從集中的主機系統(tǒng)發(fā)展到大量功能很強的微型機和工作站，在這種形勢下，傳統(tǒng)的星形拓?fù)涫褂脮兴鶞p少。
�。�2）總線拓?fù)?/p>
總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用一個信道作為傳輸媒體，所有站點都通過相應(yīng)的硬件接口直接連到這一公共傳輸媒體上，該公共傳輸媒體即稱為總線。任何一個站發(fā)送的信號都沿著傳輸媒體傳播，而且能被所有的其它站點所接收�？偩�拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖 7.6所示。
因為所有站點共享一條公用的通信信道，所以一次只能有一個設(shè)備傳輸信號。通常采用分布式控制策略來確定哪個站點可以發(fā)送。發(fā)送時，發(fā)送站將報文分成分 組，然后逐個依次發(fā)送這些分組，有時還要與其它站來的分組交替地在傳輸媒體上傳輸。當(dāng)分組經(jīng)過各站時，其中的目的站會識別到分組所攜帶的目的地址，然后復(fù) 制下這些分組的內(nèi)容。
總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點：
① 總線結(jié)構(gòu)所需要的電纜數(shù)量少。
�、� 總線結(jié)構(gòu)簡單，又無源工作，有較高的可靠性。
�、� 易于擴充，增加和減少用戶比較方便。
總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點：
�、� 總線傳輸距離有限，通信范圍受限制。
�、� 故障診斷和隔離比較困難。
�、� 分布式協(xié)議不能保證信息的及時傳輸。
④ 不具有實時功能，站點必須是智能的，要有媒體訪問控制功能，從而增加了站點的硬件和軟件開銷。
�。�3）環(huán)形拓?fù)?/p>
環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)由站點和連接站點的鏈路組成一個閉合環(huán)，如圖 7.7所示，每個站點能夠接收從一鏈路傳來的數(shù)據(jù)，并以同樣的速率串行地把該數(shù)據(jù)沿環(huán)送到另一鏈路上。這種鏈路可以是單向的，也可以是雙向的。數(shù)據(jù)以分組形式發(fā)送，如果環(huán)上 A站希望發(fā)送一個報文到 C站，就先要把報文分成若干個分組，每個分組除了數(shù)據(jù)還要加上某些控制信息，其中包括 C站的地址。 A站依次把每個分組送到環(huán)上，開始沿環(huán)傳輸， C站識別到帶有它自己地址的分組時，便將其中的數(shù)據(jù)復(fù)制下來。由于多個設(shè)備連接在一個環(huán)上，因此需要用分布式控制策略來進行控制。
環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點：
�、� 電纜的長度短。環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)所需的電纜長度和總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)相似，但比起星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)要短得多。
�、� 減少或增加工作站時，僅需簡單的連接操作。
�、� 可使用光纖。光纖的傳輸速度率很高，十分適合于環(huán)形拓?fù)涞膯蜗騻鬏敗?/p>
環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點：
① 節(jié)點的故障會引起全網(wǎng)絡(luò)的故障。這是因為環(huán)上的數(shù)據(jù)傳輸要通過接在環(huán)上的每一個節(jié)點，一旦環(huán)中某個節(jié)點發(fā)生故障就會引起全網(wǎng)絡(luò)的故障。
�、� 故障檢測困難。這與總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相似，因為不是集中控制，故障檢測需要在網(wǎng)上各個節(jié)點進行，因此故障檢測就較為困難。
�、� 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的媒體訪問控制協(xié)議都采用令牌傳送的方式，在負(fù)載很輕時，信道利用率相對來說比較低。
總的來說，不管局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溥x擇，需要考慮諸多因素，網(wǎng)絡(luò)要既利于安裝，又有利于擴展，網(wǎng)絡(luò)的可靠性也是要考慮的重要因素，以外網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇還會影響傳輸媒體的選擇和媒體訪問控制方法的確定。
2、傳輸媒體
傳輸媒體是通信網(wǎng)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路，計算機網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒體可以分為有線和無線兩大類。雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線傳輸媒體，無線電通信、微波通信、紅外線通信以及激光通信的信息載體都屬于無線傳輸媒體。
傳輸媒體的特性對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信質(zhì)量有很大的影響，這些特性是：
�、� 物理特性，說明傳輸媒體的特征。
② 傳輸特征，包括信號形式、調(diào)制技術(shù)、傳輸速度及頻帶寬度等內(nèi)容。
�、� 連通性，采用點到點連接還是多點連接。
�、� 地域范圍，網(wǎng)上各點間的最大距離。
�、� 抗干擾性，防止噪聲、電磁干擾對數(shù)據(jù)傳輸影響的能力。
⑥ 相對價格，以元件、安裝和維護的價格為基礎(chǔ)。
以下分別介紹其中最為常用的傳輸媒體的特性。
�。�1）雙絞線
由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導(dǎo)線組成，線對扭在一起可以減少相互間的輻射電磁干擾。雙絞線是最常用的傳輸媒體，早就用于電話通信中的模擬信號傳輸，也 可用于數(shù)字信號的傳輸。雙絞線一般是銅質(zhì)的，能提供良好的傳導(dǎo)率。雙絞線既可用于傳輸模擬信號，也可用于傳輸數(shù)字信號。對于模擬信號來說，大約每 5 -6km需要一個放大器；對于數(shù)字信號來說，每 2 -3km使用一個中繼器。
雙絞線也可用于局域網(wǎng)，如 10BASE-T和 100BASE-T總線，可分別提供 10Mbit/s和 100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。通常將多對雙絞線封裝于一個絕緣套里組成雙絞線電纜，局域網(wǎng)中常用的 3類雙絞線和 5類雙絞線，均由 4對雙絞線組成，其中 3類雙絞線常用于 10BASE-T總線局域網(wǎng)， 5類雙絞線常用于 100BASE-T總線局域網(wǎng)。
雙絞線普遍話用于點到點的連接，雙絞線可以很容易地在 15km或更大范圍內(nèi)提供數(shù)據(jù)傳輸。局域網(wǎng)的雙絞線主要用于一個建筑物或幾個建筑物間的通信，但在 10Mbit/s和 100Mbit/s傳輸速率的 10BASE-T和 100BASE-T的總線傳輸距離都不超過 100m。
雙絞線的抗干擾性能不如同軸電纜，但價格比同軸電纜要便宜。
�。�2）同軸電纜
同軸電纜也像雙絞線一樣由一對導(dǎo)體組成，但它們是按 "同軸 "的形式構(gòu)成線對，其最里層是內(nèi)芯，向外依次為絕緣層、屏蔽層，最外則是起保護作用的塑料外套，內(nèi)芯和屏蔽層構(gòu)成一對導(dǎo)體。
同軸電纜分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜�；鶐S電纜又可以分為粗纜和細(xì)纜兩種，都用于直接傳送數(shù)字信號；寬帶同軸電纜用于頻分多路復(fù)用的模擬信號傳輸，也可用于不使用頻分多路復(fù)用的高速數(shù)據(jù)通信和模擬信號的傳輸，閉路電視所使用的 CATV電纜就是寬帶同軸電纜。
同軸電纜適用于點到點連接和多點連接，基帶電纜每段可支持幾百臺設(shè)備，在大系統(tǒng)中還可以用轉(zhuǎn)接器將各段連接起來；寬帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)千臺設(shè)備，但在高數(shù)據(jù)傳輸速率（ 50Mbit/s）下使用寬帶電纜時，設(shè)備數(shù)目限制在 20-30臺。
同軸電纜的傳輸距離取決于傳輸信號的形式和傳輸?shù)乃俾�，典型基帶電纜的電大距離限制在幾公里。在相同速率條件下，粗纜傳輸距離較細(xì)纜長。
同軸電纜的抗干擾性能比雙絞線好，但在價格上較雙絞線貴，但比光纖要便宜。
�。�3）光纖
光纖是光纖纖維的簡稱，它由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維外加保護層構(gòu)成。相對于金屬導(dǎo)線來說具有重量輕、線徑細(xì)的特點。用光纖傳輸信號時，在發(fā)送端先要將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，而在接收端要由光檢測器還原成電信號。
光纖在計算機網(wǎng)絡(luò)中普遍采用點到點連接，從地域范圍來看可以在 6 -8km的距離內(nèi)不用中繼器傳輸，因此光纖適合于在幾個建筑物之間通過點到點的鏈路連接局域網(wǎng)。由于光纖具有不受電磁干擾和噪音影響的獨有特征，適宜在長 距離內(nèi)保持高速數(shù)據(jù)傳輸率，而且能提供很好的安全性。
網(wǎng)絡(luò)除了有線媒體以外，還可以通過無線傳輸媒體進行無線傳輸，目前常用的技術(shù)有無線電波、微波、紅外線和激光。隨著便攜式計算機的出現(xiàn)和普及，以及在軍事、野外等特殊場合下移動產(chǎn)品的通信聯(lián)網(wǎng)需要，促進了無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，出現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。
計算機網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議及其作用
兩個計算機間通信時對傳輸信息內(nèi)容的理解、信息表示形式以及各種情況下的應(yīng)答信號都必需進行一個共同的約定，我們稱為協(xié)議（ Protocol）。一般來說，協(xié)議要由如下三個要素組成：
�。�1）語義（ Semantics）。涉及用于協(xié)調(diào)和差錯處理的控制信息。
（2）語法（ Syntax）。涉及數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編碼及信號電平等。
（3）定時（ Timing）。涉及速度匹配和排序等。
協(xié)議本質(zhì)上無非是一種網(wǎng)上交流的約定，由于聯(lián)網(wǎng)的計算機類型可以各不相同，各自使用的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件也不盡相同，為了保持彼此之間實現(xiàn)信息交換和資源共享，它們必須具有共同的語言，交流什么、怎樣交流及何時交流，都必須遵行某種互相都能夠接受的規(guī)則。
目前，全球最大的網(wǎng)絡(luò)是因特網(wǎng)（ Internet），它所采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是 TCP/IP協(xié)議。它是因特網(wǎng)的核心技術(shù)。 TCP/IP協(xié)議，具體的說就是傳輸控制協(xié)議（ Transmission Control Protocol，即 TCP）和網(wǎng)際協(xié)議（ Internet Protocol，即 IP）。其中 TCP協(xié)議用于負(fù)責(zé)網(wǎng)上信息的正確傳輸，而 IP協(xié)議則是負(fù)責(zé)將信息從一處傳輸?shù)搅硪惶帯?/p>
TCP/IP協(xié)議本質(zhì)上是一種采用分組交換技術(shù)的協(xié)議。其基本思想是把信息分割成一個個不超過一定大小的信息包來傳送。目的是：一方面可以避免單個用戶長時間地占用網(wǎng)絡(luò)線路；另一方面，可以在傳輸出錯時不必重新傳送全部信息，只需重傳出錯的信息包就行了。
TCP/IP協(xié)議組織信息傳輸?shù)姆绞绞且环N 4層的協(xié)議方式。下表是一種簡化了的層次模型：
應(yīng)用層 Telnet、FTP和e-mail等
傳輸層 TCP和UDP
網(wǎng)絡(luò)層 IP、ICMP和IGMP
網(wǎng)絡(luò)接口層 設(shè)備驅(qū)動程序及接口卡
模型中，最底層為 TCP/IP的實現(xiàn)基礎(chǔ)，主要用于訪問具體局域網(wǎng)，如以大網(wǎng)等。中間兩層為 TCP/IP協(xié)議，其中的 UDP為一種建立在 IP協(xié)議基礎(chǔ)上的用戶數(shù)據(jù)協(xié)議（ User Data gram Protocol，即 UDP）。最上層為建立在 TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)上的一些服務(wù)： TELNET（遠(yuǎn)程登錄），允許某個用戶登錄到網(wǎng)上的其它計算機上（要求用戶必須擁有該機帳號），然后像使用自己的計算機一樣使用遠(yuǎn)端計算機： FTP（ File Transfer Protocol，文件傳輸協(xié)議），允許用戶在網(wǎng)上計算機之間傳送程序或文件； SMTP（ Simple Message Transfer Protocol，簡單郵件傳送協(xié)議），允許網(wǎng)上計算機之間互通信函； DNS（ Domain Name Service，域名服務(wù)協(xié)議），用于將域名地址轉(zhuǎn)換成 IP地址等。
因特網(wǎng)（Internet）及其應(yīng)用
因特網(wǎng)概述
因特網(wǎng)（ Internet）是一個建立在網(wǎng)絡(luò)互連基礎(chǔ)上的最大的、開放的全球性網(wǎng)絡(luò)。因特網(wǎng)擁有數(shù)千萬臺計算機和上億個用戶，是全球信息資源的超大型集合體。所有 采用 TCP/IP協(xié)議的計算機都可以加入因特網(wǎng)，實現(xiàn)信息共享和互相通信。與傳統(tǒng)的書籍、報刊、廣播、電視等傳播媒體相比，因特網(wǎng)使用更方便，查閱更快捷，內(nèi) 容更豐富。今天，因特網(wǎng)已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的普及與應(yīng)用，并正在迅速地改變?nèi)藗兊墓ぷ鞣绞胶蜕罘绞健?/p>
因特網(wǎng)起源于 20世紀(jì) 60年代中期由美國國防部高級研究計劃局（ ARPA）資助的 ARPANET，此后提出的 TCP/IP協(xié)議為因特網(wǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 1986年美國國家科學(xué)基金會（ NSF）的 NSFNET加入了因特網(wǎng)主干網(wǎng)，由此推動了因特網(wǎng)的發(fā)展。但是，因特網(wǎng)的真正飛躍發(fā)展應(yīng)該歸功于 20世紀(jì) 90年代的商業(yè)化應(yīng)用。此后，世界各地?zé)o數(shù)的企業(yè)和個人紛紛加入，終于發(fā)展演變成今天成熟的因特網(wǎng)。
我國正式接入因特網(wǎng)是在 1994年 4月，當(dāng)時為了發(fā)展國際科研合作的需要，中國科學(xué)院高能物理研究所和北京化工大學(xué)開通了到美國的因特網(wǎng)專
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