目錄
- 資料交換型別
- 電路交換
- 說明
- 多路復用技術
- 頻分多路復用
- 時分多路復用
- 碼分多路復用
- 波分多路復用
- 報文交換、分組交換
- 統計多路復用
- 存盤轉發（store-and-forward）
- 報文交換和分組交換比較
- 分組交換和電路交換比較
資料交換型別
從主機A把資料送到主機B最簡單的技術便是AB之間連接一條鏈路，直接通信即可，但是網路接入邊緣（終端）越來越多，網路越來越復雜，如果采用主機之間直接相連的方式，最終需要的鏈路數量是(N為主機數量)
\[N(N-1)/2 \]
這個成本（經濟，技術）非常高且復雜，為了解決這個技術，引入了交換機，
這就需要交換技術，目前主要有三類資料交換型別：
- 電路交換
- 報文交換
- 分組交換
電路交換
說明
最典型的電路交換網路：電話網路，
電路交換的三個階段：
- 建立連接（呼叫/電路建立）
- 通信
- 釋放連接（拆除電路）
電路交換最顯著的特點：獨占資源，獨占后如何被多路通信進行共享呢，這類技術便是多路復用技術，
多路復用技術
多路復用multiplexing，物理鏈路的通信能力遠遠大于一路通信所需要的能力，通過復用提高信道利用率，同時各個通信線路之間又互不影響，這便是多路復用所要解決的問題，
- 將整個鏈路資源劃分為資源片
- 將資源片分配給各路呼叫
- 每路呼叫獨占分配到的資源片
目前典型的多路復用技術有三種： - 頻分多路復用（frequency division multiplexing FDM）
- 時分多路復用（time division multiplexing TDM）
- 碼分多路復用（code division multiplexing CDM）
- 波分多路復用（Wavelength division multiplexing WDM）
頻分多路復用
將信道資源按照頻率進行劃分成子信道，頻率之間相互隔離，互不干擾，讓每個使用方獨占某個子信道（每個頻率），當使用方被分配到某個頻率后，可以一直使用這個頻率，
典型應用，有線電視，fm調頻收音機等，
時分多路復用
時分復用是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM幀），每個用戶在每個TDM幀中占用固定序號的時隙，時隙周期性出現，
時分復用用戶在不同時間占用相同的頻帶帶寬，
碼分多路復用
既不劃分時間，也不劃分頻率，
給每一個用戶分配一個唯一的m bit的碼片序列（chipping sequence），其中0用-1表示，1用+1標識，eg，某站的碼片序列為（-1-1-1+1+1-1+1+1），
每個用戶使用相同的頻率進行發送，但是需要對資料用各自的碼片序列進行資料編碼，
編碼信號=（原始資料）*（碼片序列）
- 如發送位元1（+1），則發送m bit的碼片序列
- 如發送位元0（-1），則發送m bit的碼片序列的反碼
如何保證共享信道互不干擾，資料不碰撞，不重復：需要各用戶的碼片序列相互正交，
所有用戶同時采用相同的頻率進行發送，所以接收方收到資料是一個所有用戶的疊加資料，如果接收方想收取某用戶的資料，而不受其他用戶的影響，該如何接收呢：資料解碼
解碼：發送方用戶的碼片序列和收到疊加資料進行內積用算，內積結果：
- 1 說明發送方發送了1
- -1 說明發送方發送了0
- 0 說明不是該碼片序列對應的發送方發送的資料，
典型應用：蜂窩網，衛星通信，
波分多路復用
波分復用其實就是頻分復用，不過是以光波的波長進行了劃分，
報文交換、分組交換
在整個資料傳輸程序中，整個報文一次性從源主機發送到下一個相鄰節點，典型應用：電報，
將整個報文拆分為一系列相對比較小的資料包，然后進行傳輸，最終在接收方再進行重組，目前Internet傳輸就采用的分組交換，
統計多路復用
報文交換和分組交換都無需提前建立連接，而是直接進行發送，這種技術叫做統計多路復用（statistical multiplexing），按需使用，占用全部鏈路帶寬，有很強的隨機性，
存盤轉發（store-and-forward）
接收到資料后先存盤，然后進行路由，確定發送鏈路，如果發現鏈路可用，則進行發送，
報文交換和分組交換比較
結論：性能問題，分組使得網路資源進一步得到應用（大量設備在同時發送資料），
報文交換中，如果傳輸路徑是A，B，C，D，
- 報文交換中，A在傳輸的時候，BCD都在閑置狀態
- 分組交換中，A、B、C、D都在同時傳輸報文，
一般性公式
報文大小：M bits
鏈路帶寬：R bps
分組大小：L bits
跳步數量：h
路由器數:n，n=h-1
分組交換需要的時間：
\[T=M/R+(h-1)L/R=M/R+nL/R \]報文交換需要的時間：
\[T=hM/R=(n+1)M/R \]
由此可見隨著網路鏈路的增加，路由器數量的增加，報文交換的性能急劇下降，分組交換勢在必行
分組交換和電路交換比較
網路應用的突發性，大部分時間并不需要一直占用鏈路，比如上網瀏覽網頁，只需要在網頁下載的時候才需要網路，瀏覽網頁的時間是不需要網路鏈路的，
分組交換允許更多用戶同時使用網路，網路資源利用率高，
分組交換適用于突發性的資料網路傳輸網路，上網，發郵件，
由于沒有提前建立鏈接，沒有提前分配資源，分組交換很可能會導致網路擁塞，最終產生分組延遲和丟失（需要相關協議進行保證和處理比如TCP），
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