報文交換原理

實現(xiàn)報文交換的過程如下。

（1）若某用戶有發(fā)送報文需求，則需要先把擬發(fā)送的信息加上報文頭，包括目標地址和源地址等信息，并將形成的報文發(fā)送給交換機。當交換機中的通信控制器檢測到某用戶線路有報文輸入時，則向中央處理機發(fā)送中斷請求，并逐字把報文送入內(nèi)存器。

（2）中央處理機在接到報文后可以對報文進行處理，如分析報文頭，判別和確定路由等，然后將報文轉存到外部大容量存儲器，等待一條空閑的輸出線路。

（3）一旦線路空閑，就再把報文從外存儲器調(diào)入內(nèi)存儲器，經(jīng)通信控制器向線路發(fā)送出去。

報文交換的特點

“存儲－轉發(fā)”：報文交換方式首先是由交換機存儲整個報文的，然后在有線路空閑時才進行必要的處理。

1）不獨占線路，多個用戶的數(shù)據(jù)可以通過存儲和排隊共享一條線路。

2）無線路建立的過程，提高了線路的利用率。

3）支持多點傳輸（一個報文傳輸給多個用戶，只需在報文中增加“地址字段”，中間節(jié)點根據(jù)地址字段進行復制和轉發(fā)）。

4）中間節(jié)點可進行數(shù)據(jù)格式的轉換，方便接收站點的收取。

5）增加了差錯檢測功能，避免出錯數(shù)據(jù)的無謂傳輸?shù)取?/p>

報文交換：報文交換是以報文為數(shù)據(jù)交換的單位，報文攜帶有目標地址、源地址等信息，在交換結點采用存儲轉發(fā)的傳輸方式，因而有以下優(yōu)缺點：

報文交換優(yōu)點：

①報文交換不需要為通信雙方預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。

②由于采用存儲轉發(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置代碼檢驗和數(shù)據(jù)重發(fā)設施，加之交換結點還具有路徑選擇，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)目煽啃裕?/p>

b.在存儲轉發(fā)中容易實現(xiàn)代碼轉換和速率匹配，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.提供多目標服務，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)先轉換。

③通信雙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。

報文交換缺點：

①由于數(shù)據(jù)進入交換結點后要經(jīng)歷存儲、轉發(fā)這一過程，從而引起轉發(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)務的數(shù)據(jù)。

②報文交換只適用于數(shù)字信號。

③由于報文長度沒有限制，而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文，當輸出線路不空閑時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉發(fā)，要求網(wǎng)絡中每個結點有較大的緩沖區(qū)。為了降低成本，減少結點的緩沖存儲器的容量，有時要把等待轉發(fā)的報文存在磁盤上，進一步增加了傳送時延。

分組交換

分組交換仍采用存儲轉發(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：

分組交換優(yōu)點：

①加速了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的傳輸。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。

②簡化了存儲管理。因為分組的長度固定，相應的緩沖區(qū)的大小也固定，在交換結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。

③減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。

④由于分組短小，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。

分組交換缺點：

①盡管分組交換比報文交換的傳輸時延少，但仍存在存儲轉發(fā)時延，而且其結點交換機必須具有更強的處理能力。

②分組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，使控制復雜，時延增加。

③當分組交換采用數(shù)據(jù)報服務時，可能出現(xiàn)失序、丟失或重復分組，分組到達目的結點時，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，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。