电路交换、报文交换与分组交换
电路交换
两个节点之间建立一条专用（双方独占）的物理通信路径，该路径有通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成，可能经过许多中间结点。电路交换技术分为三个阶段：连接建立->数据传输（通信）->连接释放。
电路交换的技术优点：
- 通信时延小。
- 有序传输。
- 没有冲突。
- 适用范围广。电路交换机是用于传输模拟信号，又适用于传输数字信号。
- 实时性强。通信双方之间的物理通路一旦建立，双方就可以随时通信。
- 控制简单。
电路交换技术缺点：
- 建立连接时间长
- 线路独占
- 灵活性差
- 难以规格化
- 无法纠错
注意：电路建立后，除源结点和目的结点外，点路上的任何结点都采取“直通方式”接受和发送数据，即不会存在存储转发所耗费的时间。
报文交换
数据的交换的单位是报文，保温携带有目标地址、源地址等信息。报文交换在交换结点采用的是存储转发的传输方式。
报文：源应用发送的信息整体
报文交换技术的优点：
- 无需建立连接。
- 动态分配线路。
- 提高线路的可靠性。一条路径发生故障，那么可重新选择另一条路径。
- 提高线路利用率。
- 提供多目标服务
报文交换技术的缺点：
- 由于数据进入交换结点后要经历存储-转发这一过程，因此会引发时延。
- 报文交换对报文的大小没有限制，这就需要网络结点需要较大的缓存空间。
分组交换
同报文交换一样，分组交换也采用存储转发方式，但解决了报文中大报文传输的问题。分组交换限制了每次传送的数据块大小的上限，把大的数据块划分为合理大小固定的的小数据块，再加上一些必要的控制信息（如源地址、目的地址和编号信息等）构成分组（Packet）。网络结点根据控制信息把分组送到下一个节点，下一个节点接收到分组后，暂时保存并排队等待传输，然后根据分组控制信息选择它的下一个结点，直到到达目的结点。当前以太网使用的就是分组交换。
分组交换技术的优点：
- 无需建立连接。
- 线路利用率较高。
- 简化了存储管理（相较于报文交换）
- 加速传输。
- 减少了出错概率和重发数据量。
分组交换的缺点如下：
- 存在传输时延，但比报文交换的传输时延要少。
- 需要传输额外的信息量。
- 当分组交换需要数据报服务时，可能会出现失序、丢失、重复分组问题。
数据报与虚电路
分组交换根据其通信子网向端点系统提供的服务，还可以进一步分为面向连接的虚电路方式和无连接的数据报方式。这两种服务方式都由网络层提供。要注意数据报方式和虚电路方式是分组交换的两种方式。
1.数据报：作为通信子网用户的端系统发送一个报文时，在端系统中实现的高层协议先把报文拆成若干带有序号的数据单元，并在网络层加上地址等控制信息后形成数据报分组（网络层的PDU）。中间结点存储分组很短一段时间，找到最佳的路由后，尽快转发每个分组。不同的分组可以走不同的路径，也可以按不同的顺序达到目的结点。
数据报有如下特点：
- 发送分组前不需要建立连接。发送方可随时发送分组，网络中的结点可随时接收分组。
- 网络尽最大努力交付，传输不保证可靠性，所以可能丢失；为每个分组独立的选择路由转发的路径可能不同，因而分组不一定按序到达目的结点。
- 发送的分组重要包括发送端和接收端的完整地址，以便可以独立传输。
- 分组在交换节点存储转发是，需要排队等候处理，这会有一定的时延。
- 对故障的适应能力强，若有一条路径堵塞，会找另一条路径转发分组。
- 存储转发的延时一般较小，提高了网络的吞吐量。
- 接受双方不独占链路，资源利用率高。
2.虚电路：虚电路方式试图将数据包方式与电路交换方式结合起来，充分发挥两种方法的优点，以达到最佳的数据交换效果。在分组发送之前，要求在发送方和接收方建立一条逻辑上相连的虚电路，并且链接一旦建立，就固定了虚电路所对应的物理路径。与电路交换类似，整个通信过程分为虚电路连接建立->数据传输（通信）->虚电路连接释放。在端系统每次建立虚电路时，选择一个未用过的虚电路号分配给该虚电路。以区别于本系统中的其他虚电路。在传送数据时，每个数据分组不仅要有分组号。校验和等控制信息，还要有它要通过的虚电路号。每个虚电路网络中的每个结点上都维持一张虚电路表，表中有各种信息。
工作原理：
- 为进行数据传输，主机A与B之间先建立一条逻辑通路。
- 虚电路建立后，主机A就可向主机B发送数据分组。
- 传送结束后主机A通过发送“释放请求”分组来拆除虚电路。
虚电路特点：
- 虚电路通信链路的建立和拆除需要时间开销。
- 虚电路的路由选择体现在连接建立阶段，连接建立后，就确定了传输路径。
- 虚电路提供了可靠的通信功能，能保证每个分组正确且有序到达。
- 当网络中的某个节点或某条链路出现故障而彻底失效时所有经过该节点或该链路的虚电路遭到破坏。
- 分布首部不包含目的地址，包含的是虚电路标识符，相对于数据报方式开销小。