電路交換技術(shù)不適合計算機數(shù)據(jù)通信

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5.2 分組交換原理
上一節(jié)介紹了計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，其中通信子網(wǎng)的基本任務(wù)就是將數(shù)據(jù)信息從源點傳送到S的點，在源點與目的點之間可能要經(jīng)過許多個鏈路和中繼節(jié)點。鏈路的功能是傳輸，而中繼節(jié)點的功能是交換，也就是從輸人鏈路接收信息并轉(zhuǎn)發(fā)到指定的輸出鏈路上。交換分為電路交換（Circuit Switching)和分組交換（Packet Switching)。這兩種交換的機制存在本質(zhì)的區(qū)別。理論與實際均已表明，按照電話業(yè)務(wù)的特征設(shè)計的電路交換不適合于計算機數(shù)據(jù)通信，而分組交換則是根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特征設(shè)計的交換技術(shù)。本節(jié)將集中討論分組交換的工作原理。
　　5.2.1 電路交換技術(shù)不適合計算機數(shù)據(jù)通信
在電話出現(xiàn)后不久，人們便認(rèn)識到，在所有用戶之間架設(shè)直達的線路對通信線路的資源是極大的浪費。必須依靠交換機實現(xiàn)用戶之間的互連。一百多年來，電話交換機經(jīng)過多次更新?lián)Q代，從人工接續(xù)、步進制、縱橫制發(fā)展到現(xiàn)代的數(shù)字時分輕序控制交換機，其本質(zhì)始終未變，都是采用電路交換。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸信道的帶寬資源。電路交換是在通話之前，根據(jù)用戶的呼叫請求，由網(wǎng)絡(luò)預(yù)先給用戶分配傳輸帶寬（這里指的是廣義的帶寬，即將時分制的時了寬度也折合為帶寬）。用戶若呼叫成功，則從主叫端到被叫端建立一條物理通路。此后雙方才能互相通話。通話完畢掛機后即自動釋放這條物理通路。電路交換的關(guān)鍵點就是：在通話的全部時間內(nèi)用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬。電路交換的示意圖如圖5-7所示。為簡單起見，圖中對市話和長途交換機未加區(qū)分。應(yīng)當(dāng)注意的是，用戶線歸電話用戶專用，而對交換機之間擁有大量話路的中繼線來說，通話的用戶只占用了其中的一個話路。

利用電路交換可以實現(xiàn)計算機之間的數(shù)據(jù)通信，其典型例子是利用公共電信網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。在這種情況下，電話終端用數(shù)據(jù)終端或計算機代替，不過在數(shù)據(jù)終端或計算機中要設(shè)置一個網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，這個設(shè)備叫做話路調(diào)制解調(diào)器（Modem)。電路交換的主要優(yōu)點是在通路建立以后端到端的傳送時延基本上等于路徑的電波傳播時延，因而適合于承載對時延有嚴(yán)格要求的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
但是，計算機數(shù)據(jù)通常是隨機而突發(fā)出現(xiàn)的，因此電路交換建立的物理通路真正用來傳送數(shù)據(jù)的時間往往不到10%甚至1%。在絕大部分時間里，通信線路實際上是空閑的（但對電信局來說，通信線路已被用戶占用因而要收費）。例如，當(dāng)用戶閱讀終端屏幕上的信息或用鍵盤輸入和編輯一份文件時，或計算機正在進行處理而結(jié)果尚未得出時，寶貴的通信線路資源實際上并未被利用而是被白白地浪費了。
另外，由于計算機和各種終端的傳送速率很不一樣，在采用電路交換時，不同類型、不同規(guī)格、不同速率的終端很難互相進行通信。因此應(yīng)采用一些措施，例如，可使終端與計算機不直接連通，而是讓數(shù)據(jù)經(jīng)過一些緩沖器暫存一下，經(jīng)適當(dāng)變換后再進行發(fā)送或接收。這就要求改變傳統(tǒng)的交換方式，采用新式的交換技術(shù)。
電路交換的另一個缺點是不夠靈活，所分配的帶寬是固定的或量化的。例如，電信網(wǎng)以641cbit/s的PCM話路為帶寬分配的基本單位，如果終端的數(shù)據(jù)速率為32kbit/8,則需要分配1個話路，即提供64kbit/s的帶寬，于是32kbk/s的帶寬就被浪費了。另外，只要在通話雙方建立的通路中的任何一點出了故障就必須重新?lián)芴柦⑿碌倪B接。
由此可見，必須尋找出新的適合于計算機通信的交換技術(shù)。

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