經過電路交換

A. 電路交換工作過程

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第2章 計算機網路基礎知識

2.3 數據交換技術

數據經編碼後在通信線路上進行傳輸，按數據傳送技術劃分，交換網路又可分為電路交換網、報文交換網和分組交換網。圖2.14為一個交換網路的拓撲結構

圖2.14 交換網路的拓撲結構

2.3.1 電路交換的工作原理

1.電路交換的三個過程

1)電路建立：在傳輸任何數據之前，要先經過呼叫過程建立一條端到端的電路。如圖2.14所示,若H1站要與H3站連接，典型的做法是，H1站先向與其相連的A節點提出請求，然後A節點在通向C節點的路徑中找到下一個支路。比如A節點選擇經B節點的電路，在此電路上分配一個未用的通道，並告訴B它還要連接C節點；B再呼叫C，建立電路BC，最後，節點C完成到H3站的連接。這樣A與C之間就有一條專用電路ABC，用於H1站與H3站之間的數據傳輸。

2)數據傳輸：電路ABC建立以後，數據就可以從A發送到B，再由B交換到C；C也可以經B向A發送數據。在整個數據傳輸過程中，所建立的電路必須始終保持連模滲接狀態。

3)電路拆除：數據傳輸結束後，由某一方（A或C）發出拆除請求，然後逐節拆除到對方節點。

2.電路交換技術的優缺點及其特點

1)優點：數據傳輸可靠、迅速，數據不會丟失且保持原來的序列。

2)缺點：在某些情況下，電路空閑時的信道容易被浪費：在短時間數據傳輸時電路建立和拆除所用的時間得不償失。因此，它適用於系統間要求高質量的大量數據傳輸的情況。

3)特點：在數據傳送開始之前必須先設置一條專用的通路鄭橋。在線路釋放之前，該通路由一對用戶完全佔用。對於猝發式的通信，電路交換效率不高。

電路交換

1. 電路交換的工作原理

電路交換（Circuit Exchanging）方式與電話交換方式的工作過程很類似。在線路交換中，兩台計算機通過通信子網進行數據交換之前，首先要在通信子網中建立一個實際的物理 線路連接，如圖所示旦叢脊

線路交換方式中建立的物理連接

利用電路路交換進行通信需以下三個階段：

(1) 線路建立

在數據傳送之前，必須先建立一條利用中間節點構成的端到端的專用物理連接線路。

(2) 數據傳輸

兩端點沿著已建立好的線路傳輸數據。

(3) 線路拆除

數據傳送結束後，應拆除該物理連接，以釋放該連接所佔用的專用資源。

2. 電路交換的特點

(1) 優點 線路建立後，所有數據直接傳輸。因此數據傳輸可靠、迅速、有序（按原來的次序）。

(2) 缺點

線路接通後即為專用信道，因此線路利用率低。例如，線路空閑時，信道容量被浪費。

線路建立時間較長，造成有效時間的浪費。例如，只有少量數據要傳送時，也要花不少時間用於建立和拆除電路。

(3) 結論 電路交換適用於高負荷的持續通信和實時性要求較強的場合（如會話式通信），不適合突發性通信。

3. 電路交換用於計算機網路的不足之處

(1) 資源浪費

計算機網路中數據通信的特點是突發性通信，線路上真正用於傳送數據的時間一般不到10%甚至是1%，絕大部分時間線路實際上是空閑的。

(2) 適應性不強

計算機網路中各種設備相差很大，使用線路交換，不同類型、不同規格、不同速率的計算機很難互相進行通信。

(3) 不夠靈活

只要通信雙方建立的線路中任何一點出現故障，就必須重新撥號建立新的連接。

B. 什麼是電路交換

問題一：什麼是電路交換?特點是什麼? 電路交換式在發端和搐端之間建立電路連接，並保持到通信結束的一種交換方式。
路交換的主要特點
1、信息傳送的最小單位是時隙； 2、面向連接； 3、同步時分復用； 4、信息傳送無差錯控制； 5、基於呼叫損失的流量控制； 6、信息具有透明擾虧羨性。

問題二：什麼是電路交換技術? 電路交換（Circuit Switching），又叫線路交換。
電路交換需要為進行通信的終端之間提供一條專用的信息傳輸通道，這條傳輸通道可以傳送用戶信息。
該傳輸通道既可以是物理路徑也可以是邏輯路徑；既可以是永久連接也可以是臨時連接。
它是一種直接的交換方式。

問題三：請簡述電路交換和分組交換各有什麼特點 電路交換是以電路為目的的交換方式，即通信雙方要通過電路建立聯系，建立後沒掛斷則電路一直保持，實時性高。而分組交換是把信息分為若干分組，每個分組有分組頭含有選路和控制信息，可以到達收信方，但是不能即時通信。

問題四：電路交換的主要特點 1、信息傳送的最小單位是時隙；2、面向連接；3、同步時分復用；4、信息傳送無差錯控制；5、基於呼叫損失的流量控制；6、信息具有透明性。電路交換的特徵:((電路交換中電路可能是固定存在的，也可以是根據需要建立的。) 一旦電路建立，通信雙方的所有資源（包括線路資源）均用於本次通信，除了少量的傳輸延遲之外，不再有其他延遲，具有較好的實時性。從電路交換的工作原理看出，電路交換會佔用固定帶寬，因而限制了在線路上的流量以及連接數量。電路交換設備簡單，無需提供任何緩存裝置。用戶數據透明傳輸，要求收發雙方自動進行速率匹配。電路交換方式的優點是數據傳輸可靠、迅速，數據不會丟失，且保持原來的序列。缺點是在某些情況下，電路空閑時的信道容量被浪費；另外，如數據傳輸階段的持續時間不長，電路建立和拆除所用的時間就得不償失。因此，它適用於遠程批處理信息傳輸或系統間實時性要求高的大量數據傳輸的情況。這種通信方式的計費方法一般按照預訂的帶寬、距離和時間來計算。 如同打電話先要通過撥號在通話雙方間建立起一條通路一樣，數據通信的電路交換方式在傳輸數據之前也要先經過呼叫過程建立一條端到端的電路。它的具體過程如下。①發起方向某個終端站點（響應方站點）發送一個請求，該請求通過中間節點傳輸至終點。②如果中間節點有空閑的物理線路可以使用，接收請求，分配線路，並將請求傳輸給下一中間節點；整個過程持續進行，直至終點。如果中間節點沒有空閑的物理線路可以使用，整個線路的連接將無法實現。僅當通信的兩個站點之間建立起物理線路之後，才允許進入數據傳輸階段。③線路一旦被分配，在未釋放之前，其他站點將無法使用，即使某一時刻，線路上並沒有數據傳輸。 當站點之間的數據傳輸完畢，執行釋放電路的動作。該動作可以由任一站點發起，釋放線路請求通過途經的中間節點送往對方，釋放線路資源。被拆除的信道空閑後，就可被其他通信使用。

問題五：分組交換技術與電路交換技術有什麼區別 這個是在講計算機組網裡面的概念吧。
分組交換主要是講在網路中，用戶的數據被封裝成包，通過各節點轉發過去，每個包在網路中可能走各種路徑，並且不一定按順序，最後到達主機端再拼起來，需要智能的終端處理。
而電路交換啟動後是專用的一條線路，就像我們的電話線，通話具有實時性，但是一旦佔用了這個線空啟路就不能用來其它用途了，因此效率不高。

問題六：電路交換和分組交換的區別是什麼 他們傳輸的物力介質有可能是相同的，如光纖、同軸電纜等，這方面沒有本質的區別；
用道路類比，他們的區別可以這樣理解：電路交換劃定了嚴格的車道，緩拍車道之間不能變道，而分組交換就像在現在的道路通行，看著擁堵了，就可以換道，或者換路線。

問題七：「為什麼傳統的交換機叫電路交換」 集線器你知道吧，是物理層設備，所謂物理層設備你可以認為就是一堆電線、電路通過電流簡單的交互數據的設備，集線器的埠數通常很少，一般也就4個口，這是以前老設備，後來都被淘汰了。傳統交換機實際上又叫多埠集線器，實際上跟老集線器一樣，只是埠數多了，這種交換機是現在交換機的鼻祖。實際上也是集線器的那種電路交換。後來的交換機才支持更多的二層功能。

C. 電路交換的特點

電路交換介紹

電路交換（CS:circuit switching）是通信網中最早出現的一種交換方式，也是應用最普遍的一種交換方式，主要應用於電話通信網中，完成電話交換，已有100多年的歷史。

電話通信的過程是：首先摘機，聽到撥號音後撥號，交換機找尋被叫，向被叫振鈴同時向主叫送回鈴音，此時表明在電話網的主被叫之間已經建立起雙向的話音傳送通路；當被叫摘機應答，即可進入通話階段；在通話過程中，任何一方掛機，交換機毀拆除已建立的通話通路，並向另一方送忙音提示掛機，從而結束通話。

從電話通信過程的描述可以看出，電話通信分為三個階段：呼叫建立、通話、呼叫拆除。電話通信的過程，即電路交換的過程，因此，相應的電路交換的基本過程可分為連接建立、信息傳送和連接拆除三個階段。1、信息傳送的最小單位是時隙；

2、面向連接；

3、同步時分復用；

4、信息傳送無差錯控制；

5、基於呼叫損失的流量控制；

6、信息具有透明性。

電路交換的特徵：

（電路交換中電路可能是固定存在的，也可以是根據需要建立的。） 一旦電路建立，通信雙方的所有資源（包括線路資源）均用於本次通信，除了少量的傳輸延遲之外，不再有其他延遲，具有較好的實時性。從電路交換的工作原理看出，電路交換會佔用固定帶寬，因而限制了在線路上的流量以及連接數量。電路交換設備簡單，無需提供任何緩存裝置。用戶數據透明傳輸，要求收發雙方自動進行速率匹配。

電路交換方式的優點是數據傳輸可靠、迅速，數據不會丟失，且保持原來的序列。缺點是在某些情況下，電路空閑時的信道容量被浪費；另外，如數據傳輸階段的持續時間不長，電路建立和拆除所用的時間就得不償失。因此，它適用於遠程批處理信息傳輸或系統間實時性要求高的大量數據傳輸的情況。這種通信方式的計費方法一般按照預訂的帶寬、距離和時間來計算。 如同打電話先要通過撥號在通話雙方間建立起一條通路一樣，數據通信的電路交換方式在傳輸數據之前也要先經過呼叫過程建立一條端到端的電路。它的具體過程如下。

①發起方向某個終端站點（響應方站點）發送一個請求，該請求通過中間節點傳輸至終點。

②如果中間節點有空閑的物理線路可以使用，接收請求，分配線路，並將請求傳輸給下一中間節點；整個過程持續進行，直至終點。如果中間節點沒有空閑的物理線路可以使用，整個線路的連接將無法實現。僅當通信的兩個站點之間建立起物理線路之後，才允許進入數據傳輸階段。

③線路一旦被分配，在未釋放之前，其他站點將無法使用，即使某一時刻，線路上並沒有數據傳輸。 當站點之間的數據傳輸完畢，執行釋放電路的動作。該動作可以由任一站點發起，釋放線路請求通過途經的中間節點送往對方，釋放線路資源。被拆除的信道空閑後，就可被其他通信使用。

電路交換的優缺點：

優點：

信息傳輸時延小，為實時通信。

對數據信息的格式和編碼沒有限制。

交換家處理開銷小，傳輸速率較高。

硬體實現較容易。

缺點：

信道利用率低。

電路的接續時間較長。

存在呼損。

不同類型的用戶終端不能相互通信。

通信雙方必須同時處於激活可用狀態，方可完成通信。

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D. 線路交換方式的通信過程有哪幾個階段

電路交換的通信過程有三個階段：建立連接、傳輸數據和拆除連接。

電話通信的過程是首先摘機，聽到撥號音後撥號，交換機找尋被叫，向被叫振鈴同時向主叫送回鈴音，此時表明在電話網的主被叫之間已經建立起雙向的話音傳送通路。

當被叫摘機應答，即可進入通話階段；在通話過程中，任何一方掛機，交換機會拆除已建立的通話通路，並向另一方送忙音提示掛機，從而結束通話。

(4)經過電路交換擴展閱讀：

電路交換連接建立以後，數據就可以從源節點發送到中間節點，再由中間節點交換到終端節點。當然終端節點也可以經中間節點向源節點發送數據。

這種數據傳輸有最短的傳播延遲，並且沒有阻塞的問題，除非有意外的線路或節點故障而使電路中斷。但要求在整個數據傳輸過程中，建立的電路必須始終保持連接狀態，通信雙方的信息傳輸延遲僅取決於電磁信號沿媒體傳輸的延遲。

E. 利用電路交換實現通信包括幾個階段各階段作用如何

撥號。撥號完畢，交換機就知道了要和誰通話，並為雙方建立連接，等一方掛機後，交換機就把雙方的線路斷開，為雙方各自開始一次新的洞談通話做好准備。因此，可以體會到，電路交換的動作，就是在通信時建立（即聯接）電路，通信完畢時拆除（即斷開）電路。

簡潔地說是：建立連接--通信--釋放連接。

三個階段是：建立線路、佔用線路並進行數據傳輸和釋放線路。
各階段作用：
1、經過呼叫過程建立一條端到端的電路，建立起物理線路；
2、電納嫌碰路交換連接建立以後，數據就可以從源節點發送到中間節點，再由中間節點交換到終端節點；
3、當站點之間的數者老據傳輸完畢，執行釋放電路的動作。該動作可以由任一站點發起，釋放線路請求通過途經的中間節點送往對方，釋放線路資源。被拆除的信道空閑後，就可被其他通信使用。

F. 什麼是電路交換

電路交換，是指以電路聯接為目的的交換方式。每部電話都連接到交換機上，而交換機使用交換的方法，讓電話用戶之間可以很方便地通信。從通信資源的分配角度來看，「交換」就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源。

每部電話都連接到交換機上，而交換機使用交換的方法，讓電話用戶之間可以很方便地通信。一百多年來，電話交換機雖然經過了多次更新換代，但交換的方式一直都是電路交換。 當電話機數量增多，就使用彼此連接起來的交換機來完成全網的交換工作。注意，是這種交換機採用了電路交換的方式，後來的分組交換也是採用了一樣的電信網，只是不一樣類型的交換機（當然協議也不同）。

從通信資源的分配角度來看，「交換」就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源。

在使用電路交換打電話之前，先撥號建立連接：當撥號的信令通過許多交換機到達被叫用戶所連接的交換機時，該交換機就向用戶的電話機振鈴；在被叫用戶摘機且摘機信號傳送回到主叫用戶所連接的交換機後，呼叫即完成，這時從主叫端到被叫端就建立了一條連接。通話過程。通話結束掛機後，掛機信令告訴這些交換機，使交換機釋放剛才這條物理通路。這種必須經過「建立連接--通信--釋放連接」三個步驟的連網方式稱為面向連接的。電路交換必定是面向連接的。

用戶到交換機之間的叫用戶線，歸電話用戶專用。交換機之間、許多用戶共享的叫中繼線，擁有大量的話路，正在通話的用戶只佔用其中的一個話路，在通話的全部時間里，通話的兩個用戶始終佔用端到端的固定傳輸帶寬。

以電路聯接為目的的交換方式是電路交換方式。電話網中就是採用電路交換方式。我們可以打一次電話來體驗這種交換方式。打電話時，首先是摘下話機撥號。撥號完畢，交換機就知道了要和誰通話，並為雙方建立連接，等一方掛機後，交換機就把雙方的線路斷開，為雙方各自開始一次新的通話做好准備。因此，我們可以體會到，電路交換的動作，就是在通信時建立(即聯接)電路，通信完畢時拆除(即斷開)電路。至於在通信過程中雙方傳送信息的內容，與交換系統無關。

舉例來說，我們假設有A、B兩個城市，每個城市都有一部交換機並有一千個用戶，兩個交換機之間用100條中繼線連接著。那麼，如果我們說：在A城的兩個用戶之間建立一條電路，我們指的是把兩條用戶線路通過A城的交換機聯接起來。但當我們說：在A城的一個用戶和B城的一個用戶之間建立一條電路時，我們指的就是由A城的用戶線路經A城交換機聯接到A、B城之間的一條中繼線路，再經B城交換機聯接到B城的用戶線路上。由於經濟上的原因，中繼線路總是大大少於用戶線路，並且為所有用戶所共享。那麼，當我們佔用了一條中繼線路以後，即使我們不傳送信息，別人也不能使用，這就是電路交換最主要的缺點。

在電話通信中，由於講話雙方總是一個在說，一個在聽，因此電路空閑時間佔大約50%。

第一代計算機網路所使用的是什麼工作機制？ 電路交換就是通信的過程中維持的是實際的電子電路（物理線路），這條電子電路建立後用戶始終佔用從發送端到接收端的固定傳輸帶寬。