将计算机思维故事化――之计算机网络电路交换和分组交换

数据在网络链路上是怎样“行走”的？

在大部份情况下，连接到互联网的装备是动态变化的

为何在特殊情况下，又愿意互联网链路装备是固定的？

互联网中彼此相连的复杂程度，远比通常想象的要复杂的多。数据在“行走”，抽象地认为――人从动身地走到目的地。传输数据也是传递1定大小的数据，也就是“1批人从同1动身地到同1目的地”。好比同学集会，1班人在集合点集合后，再乘车前往活动地点，那末问题来了，1群人怎样统1乘车？通常两种办法：1是包车，在动身地和目的地之间建立1个“专用”的途径；2是化整为零，每一个分组自行寻觅适合的交通途径前往。

【在计算机网络通讯中，通过互联网链路和交换机移动数据有两种基本方法：电路交换（circuit switching）和分组交换（packet switching），需要说明的是，并不是所有的网络结构都能够被明确地归类为电路交换网络和分组交换网络】

先说第1种办法：包车。这类办法的特点是：“专用”、“1直独占”、“简单”。由于“专用”，所以方便，相对缩短了时间，能够保证大家能够1起到达，而不需要到了目的地再耗费时间等；同时，包车就必须承当预定、谈价等与司机交换的麻烦，且1旦堵车，全部堵在路上。由于“1直独占”，操作实时性强，或停车或动身，跟司机商量好就是；同时，独占了车，即便中途停车等人，司机有其他的活儿也不能接，针对车，它的使用效力下降了。由于“简单”，合适于各种群体出行，即便个他人“路痴”也不影响整体效力。

【电路交换，在通讯之前要在通讯双方之间建立1条被双方独占的物理通路。优点：1.固定传输宽带，延迟小，且数据按序到达;2.物理通路1旦建立，双方可以随时通讯，实时性强;3.使用范围广,操作简单。缺点：1.需要花费时间来建立连接；2.互联网宽带利用率低；3，故障敏感，1损俱损】

举例：电话网络就是电路交换的例子。当1个人通过电话网向另外一个人通话时，在这之前就必须在发送方和接收方建立1个连接，1个真正意义上物理线路的连接。当这条物理通路建立好时，该链路上保证了恒定的传输速率，即便不说话，别的电话也不能使用该条线路。 

再说第2种办法：化整为零，自行前往。这类办法的特点是：“分组”、“动态”、“转发”。由于“分组”，每一个分组人数减少了，变得更灵活了，1旦某处堵车，可以寻求另外一条路前往目的地，但要求小组人员知道目的地及相干情况，避免“路痴”的窘态。由于“动态”，所以不需要提早预约包车，自行寻觅路径前往，保证了交通工具的高效利用率。由于“转发”，增加了转车的时间，而且致使大家到达目的地时间不统1及其他相干时间开消。

【分组交换，采取存储转发方式，将1个长数据分割为若干个较短的分组，然后把这些分组逐一发送出去。优点：1.不需要花费时间来建立连接，可以动态随时发送；2.不固定占有某1链路，宽带利用率增加；3.遇见故障可以选择其他线路，提高了传输的可靠性。缺点：1.需要经历存储转发方式，增加了转发时延，实时性较差；2.各分组到达目的地的时间及顺序不可控；3.各分组需要携带额外的路由信息】

举例：电脑网络就是分组交换的例子。当1台主机要向另外一台主机发送信息时，不需要去建立专用电路通讯，随时发送便可。发送的数据也是被分割成许多分组，每一个分组携带源地址、目的地址和编号信息等信息，根据网络状态自行选择线路前往。

总而言之，这两种办法各有优缺点，适用于不同情况。当1群人很多且路程较远时，合适采取包车的办法；而对1般的人员数目，且交通便利，存在多条前往目的地的路径时，合适采取化整为零的办法。

也就是说，当传送数据量很大（传送时间远大于建立连接时间），采取电路交换较为适合；当通讯双方双方存在多条链路时，采取分组交换较为适合。从提高全部网络的宽带利用率上看，分组交换优于电路交换。

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