報文交換

每一個節點接收整個報文，檢查目標節點地址，然後根據網絡中的交通情況在適當的時候轉發到下一個節點。經過多次的存儲——轉發，最後到達目標，因而這樣的網絡叫存儲——轉發網絡。其中的交換結點要有足夠大的存儲空間（一般是磁盤），用以緩衝收到的長報文。

交換節點對各個方向上收到的報文排隊，對照下一個轉節點，然後再轉發出去，這些都帶來了排隊等待延遲。報文交換的優點是不建立專用鏈路，但是線路利用率較高，這是由通信中的等待時延換來的。

電子郵件系統（E-mail）適合採用報文交換方式。

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，在交換結點採用存儲轉發的傳輸方式，因而有以下優缺點：

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，用户可隨時發送報文。

②由於採用存儲轉發的傳輸方式，使之具有下列優點：a.在報文交換中便於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於可用狀態。這樣就便於類型、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通信雙方不是固定佔有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分佔有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。

①由於數據進入交換結點後要經歷存儲、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報文交換隻適用於數字信號。

③由於報文長度沒有限制，而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文，當輸出線路不空閒時，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衝區。為了降低成本，減少結點的緩衝存儲器的容量，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。

由於電路交換在通信之前要在通信雙方之間建立一條被雙方獨佔的物理通路（由通信雙方之間的交換設備和鏈路逐段連接而成），因而有以下優缺點。

①由於通信線路為通信雙方用户專用，數據直達，所以傳輸數據的時延非常小。

②通信雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實時性強。

③雙方通信時按發送順序傳送數據，不存在失序問題。

④電路交換既適用於傳輸模擬信號，也適用於傳輸數字信號。

⑤電路交換的交換設備（交換機等）及控制均較簡單。

缺點：

①電路交換的平均連接建立時間對計算機通信來説嫌長。

②電路交換連接建立後，物理通路被通信雙方獨佔，即使通信線路空閒，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。

③電路交換時，數據直達，不同類型、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通信，也難以在通信過程中進行差錯控制。

分組交換仍採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，然後把這些分組（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：

①加速了數據在網絡中的傳輸。因為分組是逐個傳輸，可以使後一個分組的存儲操作與前一個分組的轉發操作並行，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衝區比傳輸一份報文所需的緩衝區小得多，這樣因緩衝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，相應的緩衝區的大小也固定，在交換結點中存儲器的管理通常被簡化為對緩衝區的管理，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由於分組短小，更適用於採用優先級策略，便於及時傳送一些緊急數據，因此對於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。

缺點：

①儘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，使控制複雜，時延增加。

③當分組交換採用數據報服務時，可能出現失序、丟失或重複分組，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。若採用虛電路服務，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。

總之，若要傳送的數據量很大，且其傳送時間遠大於呼叫時間，則採用電路交換較為合適；當端到端的通路有很多段的鏈路組成時，採用分組交換傳送數據較為合適。從提高整個網絡的信道利用率上看，報文交換和分組交換優於電路交換，其中分組交換比報文交換的時延小，尤其適合於計算機之間的突發式的數據通信。