將計算機思維故事化――之計算機網絡電路交換和分組交換

數據在網絡鏈路上是怎樣“行走”的？

在大部份情況下，連接到互聯網的裝備是動態變化的

為何在特殊情況下，又愿意互聯網鏈路裝備是固定的？

互聯網中彼此相連的復雜程度，遠比通常想象的要復雜的多。數據在“行走”，抽象地認為――人從動身地走到目的地。傳輸數據也是傳遞1定大小的數據，也就是“1批人從同1動身地到同1目的地”。好比同學集會，1班人在集合點集合后，再乘車前往活動地點，那末問題來了，1群人怎樣統1乘車？通常兩種辦法：1是包車，在動身地和目的地之間建立1個“專用”的途徑；2是化整為零，每一個分組自行尋覓適合的交通途徑前往。

【在計算機網絡通訊中，通過互聯網鏈路和交換機移動數據有兩種基本方法：電路交換（circuit switching）和分組交換（packet switching），需要說明的是，并不是所有的網絡結構都能夠被明確地歸類為電路交換網絡和分組交換網絡】

先說第1種辦法：包車。這類辦法的特點是：“專用”、“1直獨占”、“簡單”。由于“專用”，所以方便，相對縮短了時間，能夠保證大家能夠1起到達，而不需要到了目的地再耗費時間等；同時，包車就必須承當預定、談價等與司機交換的麻煩，且1旦堵車，全部堵在路上。由于“1直獨占”，操作實時性強，或停車或動身，跟司機商量好就是；同時，獨占了車，即便中途停車等人，司機有其他的活兒也不能接，針對車，它的使用效力下降了。由于“簡單”，合適于各種群體出行，即便個他人“路癡”也不影響整體效力。

【電路交換，在通訊之前要在通訊雙方之間建立1條被雙方獨占的物理通路。優點：1.固定傳輸寬帶，延遲小，且數據按序到達;2.物理通路1旦建立，雙方可以隨時通訊，實時性強;3.使用范圍廣,操作簡單。缺點：1.需要花費時間來建立連接；2.互聯網寬帶利用率低；3，故障敏感，1損俱損】

舉例：電話網絡就是電路交換的例子。當1個人通過電話網向另外一個人通話時，在這之前就必須在發送方和接收方建立1個連接，1個真正意義上物理線路的連接。當這條物理通路建立好時，該鏈路上保證了恒定的傳輸速率，即便不說話，別的電話也不能使用該條線路。 

再說第2種辦法：化整為零，自行前往。這類辦法的特點是：“分組”、“動態”、“轉發”。由于“分組”，每一個分組人數減少了，變得更靈活了，1旦某處堵車，可以尋求另外一條路前往目的地，但要求小組人員知道目的地及相干情況，避免“路癡”的窘態。由于“動態”，所以不需要提早預約包車，自行尋覓路徑前往，保證了交通工具的高效利用率。由于“轉發”，增加了轉車的時間，而且致使大家到達目的地時間不統1及其他相干時間開消。

【分組交換，采取存儲轉發方式，將1個長數據分割為若干個較短的分組，然后把這些分組逐一發送出去。優點：1.不需要花費時間來建立連接，可以動態隨時發送；2.不固定占有某1鏈路，寬帶利用率增加；3.遇見故障可以選擇其他線路，提高了傳輸的可靠性。缺點：1.需要經歷存儲轉發方式，增加了轉發時延，實時性較差；2.各分組到達目的地的時間及順序不可控；3.各分組需要攜帶額外的路由信息】

舉例：電腦網絡就是分組交換的例子。當1臺主機要向另外一臺主機發送信息時，不需要去建立專用電路通訊，隨時發送便可。發送的數據也是被分割成許多分組，每一個分組攜帶源地址、目的地址和編號信息等信息，根據網絡狀態自行選擇線路前往。

總而言之，這兩種辦法各有優缺點，適用于不同情況。當1群人很多且路程較遠時，合適采取包車的辦法；而對1般的人員數目，且交通便利，存在多條前往目的地的路徑時，合適采取化整為零的辦法。

也就是說，當傳送數據量很大（傳送時間遠大于建立連接時間），采取電路交換較為適合；當通訊雙方雙方存在多條鏈路時，采取分組交換較為適合。從提高全部網絡的寬帶利用率上看，分組交換優于電路交換。

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