【資通】CH2. 交換(Switching)

更新於 發佈於 閱讀時間約 2 分鐘


就是兩個節點通過網路中繼站進行交換的方式,主要分為以下三種

  1. 線路交換(Circuit Switching)
  2. 訊息交換(Message Switching)
  3. 封包交換(Packet Switching)



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線路交換(Circuit Switching)


1、概念

當網路上的兩個節點要進行通訊時,會建立一條專用通道,此線路可能會經過許多節點。例:電話系統


優點:可以提供較高的單一線路傳輸速率

缺點:無法共享,整體的傳輸率較差。線路建立費時。


訊息交換(Message Switching)


1、概念

又稱為store and forward機制不需建立專用線路,但是訊息必須完整發送,因此在發送訊息時必須附加目的地的位址。經過節點接收完整訊息再再送至下一節點直到目的地為止。例:電報系統


優點:整體使用率較高

缺點:由於單一訊息長度沒有限制,因此訊息傳遞時各節點容易overhead,因此不適合即時系統與交談式系統。


2、補充

在訊息交換(Message Switching)中,overhead 是指什麼?

在訊息交換的方式下,每一則訊息必須完整接收、儲存,再轉送到下一個節點(叫做 store and forward 機制),而這樣的過程會帶來一些額外的成本與負擔,這些額外負擔就稱為 overhead,主要包含:

🔹儲存空間需求增加

  • 因為每個節點必須完整收下整份訊息才能轉送,所以需要有足夠的記憶體(buffer)或儲存空間來暫存訊息。
  • 如果訊息很大(例如一封幾MB的電報或檔案),節點就要有更大的空間暫存,造成負擔。

🔹處理延遲

  • 每個節點在收到完整訊息之前不能開始轉送下一跳,這會增加總體的延遲時間(Latency)
  • 對於需要即時反應的通訊(像語音通話、即時聊天)來說,這樣的延遲是不可接受的。

🔹控制訊息與標頭(Header)開銷

  • 每份訊息為了在網路中正確傳遞,必須附帶目的地地址、來源地址、控制資訊等,這些額外資訊也會佔用網路資源。


為什麼訊息交換不適合即時系統

  • 例如在電話通話中,你希望一句話講出來,對方能馬上聽到,而不是要等你講完一整段再送過去。
  • 訊息交換因為必須完整收齊再轉發,會導致明顯的延遲,讓即時交談變得不自然甚至無法使用。


封包交換(Packet Switching)


1、概念

基本上是訊息交換的改良,差別在於會限制每則訊息的單位大小,將訊息切割成一個個封包(Packet),可以降低延遲,又可以提高傳輸率。又依照是否採用相同傳輸路徑分為以下兩種


(1)訊簡服務(datagram):各個封包可以各自利用不同的路徑,達到接收端,傳送端與接收端無需建立特殊傳輸路徑,稱為無連接導向TCP/IP技術就是使用這種方式。

(2)虛擬線路(virtual circuit):各個封包會以相同路徑傳輸資料。需建立特殊線路,稱為連接導向。ATM就是用這種方式。


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人生中有的時候你會感知到,現在就是那個命運的分歧點,如果我不挽起袖子努力的話,我這一輩子大概就這樣了,所以我決定開始這個部落格,記錄我每天的努力,也希望可以分享學習的筆記與心得,大家可以一起交流學習。
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