5.2.1 多媒体数据信息的交换方式

按信息交换方式可以分为电路交换、报文交换和分组交换三种。

1.电路交换

通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路，通信结束，物理通路立即拆除。电话通信是其典型应用。

电路交换的优点：

①电路交换网既适用于模拟信号传输，也适用于数字信号传输。

②通信线路为通信双方用户专用，数据直达，传输数据的延时非常小。

③实时性强，通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信。

④双方数据通信时，按发送顺序传送数据，不存在数据包失序问题。

⑤电路交换的交换设备（交换机等）及控制设备均较简单。

电路交换的缺点：

①通信建立时间（又称呼叫时间）太长，对于突发式的计算机数据通信来说显得太长了。

②信道利用率低。电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用率很低。

③不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。

2.报文交换

报文交换是以报文为数据交换单位。报文携带有目标地址、源地址等信息。在交换节点采用存储-转发方式传输。

报文（Message）：即要发送的数据信息，数据信息的长度不限、且可变，是网络传输的数据单元。

报文交换的优点：

①大大提高了通信线路的利用率：报文交换是一种存储-转发方式传输，不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，用户可以随时发送报文。通信双方不是固定占有一条通信线路，可以等待线路空闲时发送数据信息而占有这条物理通路。

②提高了传输的可靠性：报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，交换节点具有路径选择，如果某条传输路径发生故障，可以自动重新选择另一条路径传输数据。

③不同类型、规格和速度的计算机可以互相通信、存储、转发。容易实现代码转换和速率匹配，甚至无须关注接收方是否在线上。

④提供（组播/多播）多目标服务：即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的。

⑤允许建立数据传输的优先级：使优先级高的报文优先转换。

报文交换的缺点：

①由于数据进入交换节点后要经历存储-转发过程，从而引起转发时延（包括排队、发送、接收报文、检验正确性等的延迟时间），网络的通信量越大，造成的延时就越大，因此报文交换的实时性和同步性较差。

②报文交换只适用于数字信号。

③由于报文长度没有限制，而每个中间节点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路无空闲时，等待转发时要存储几个完整报文，因此要求网络中每个节点有较大的缓冲区，增加了传送时延。

3.分组交换

分组交换仍采用存储-转发传输方式，不同的是将一个完整信息的长报文分割为若干段较短的、固定长度的分组（称为数据包），然后把这些分组（携带源地址、目的地址和编号）逐个地发送出去。因此分组交换除了具有报文交换的全部优点外，还具有下列优点：

①加速了数据在网络中的传输：因为分组是逐个传输，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。因此等待发送的概率及等待时间也必然少得多。

②简化了存储管理：因为分组的长度是固定的，相应的缓冲区的大小也固定，在网络节点存储器的管理上通常被简化为较容易的对缓冲区的管理。

③减少了出错概率和重发数据量：因为分组较短，其出错概率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。

④更适用于采用优先级策略：由于分组短小和固定，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适。

分组交换的缺点：

①分组交换仍存在存储转发时延，而且节点交换机必须具有更强的处理能力。

②分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源地址、目的地址和分组编号等信息，使传送的数据信息量增大5%～10%，增加了处理的时间，降低了通信效率，增加了时延。

③分组交换可能出现失序、丢失或重复分组。分组到达目的节点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了出错概率。

总之，从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换都优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延更小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。