報文交換原理

實現報文交換的過程如下。

（1）若某用戶有發送報文需求，則需要先把擬發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，則向中央處理機發送中斷請求，并逐字把報文送入內存器。

（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入內存儲器，經通信控制器向線路發送出去。

報文交換的特點

“存儲－轉發”：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，多個用戶的數據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”，中間節點根據地址字段進行復制和轉發）。

4）中間節點可進行數據格式的轉換，方便接收站點的收取。

5）增加了差錯檢測功能，避免出錯數據的無謂傳輸等。

報文交換：報文交換是以報文為數據交換的單位，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的傳輸方式，因而有以下優缺點：

報文交換優點：

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，用戶可隨時發送報文。

②由于采用存儲轉發的傳輸方式，使之具有下列優點：

a.在報文交換中便于設置代碼檢驗和數據重發設施，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生故障時，重新選擇另一條路徑傳輸數據，提高了傳輸的可靠性；

b.在存儲轉發中容易實現代碼轉換和速率匹配，甚至收發雙方可以不同時處于可用狀態。這樣就便于類型、規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送到多個目的地址，這在電路交換中是很難實現的；

d.允許建立數據傳輸的優先級，使優先級高的報文優先轉換。

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由于數據進入交換結點后要經歷存儲、轉發這一過程，從而引起轉發時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發送時間等），而且網絡的通信量愈大，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務的數據。

②報文交換只適用于數字信號。

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，要求網絡中每個結點有較大的緩沖區。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）逐個地發送出去，因此分組交換除了具有報文的優點外，與報文交換相比有以下優缺點：

分組交換優點：

①加速了數據在網絡中的傳輸。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比傳輸一份報文所需的緩沖區小得多，這樣因緩沖區不足而等待發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的管理，相對比較容易。

③減少了出錯機率和重發數據量。因為分組較短，其出錯機率必然減少，每次重發的數據量也就大大減少，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，更適用于采用優先級策略，便于及時傳送一些緊急數據，因此對于計算機之間的突發式的數據通信，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當分組交換采用數據報服務時，可能出現失序、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、數據傳輸和虛電路釋放三個過程。