数据交换技术（电路交换、分组交换）的优缺点及高考高频问题解析

一、电路交换

优点：

1. 实时性高：建立物理连接后，数据直达传输，时延极小（仅电磁信号传输时间），适用于电话通信、视频会议等实时场景。

2. 数据有序稳定：传输路径固定，数据按发送顺序到达，无失序问题。

3. 简单透明传输：无需复杂控制协议，设备简单，适合模拟和数字信号传输。

缺点：

1. 线路利用率低：连接独占线路资源，即使空闲也无法共享，导致资源浪费。

2. 连接建立时间长：需预先拨号建立物理链路，不适合突发或短时通信。

3. 兼容性差：不同速率或类型的终端难以互通，缺乏差错控制能力。

典型应用：传统电话网络、实时语音通话。

二、分组交换

优点：

1. 高线路利用率：动态复用物理线路，多个分组共享信道资源，降低成本。

2. 灵活性与可靠性：支持动态路由选择，故障时可自动切换路径；分组短小，出错概率低，重传效率高。

3. 支持异构设备通信：通过协议转换（如X.25），实现不同速率、类型终端的互通。

缺点：

1. 传输时延不确定：存储转发机制引入排队和处理时间，可能因网络拥塞导致时延抖动。

2. 额外开销大：分组需添加首部信息（地址、编号等），占用约5%-10%的带宽。

3. 数据可能失序：数据报模式下分组可能通过不同路径到达，需重新排序。

两种模式：

虚电路：类似电路交换，预先建立逻辑路径，保证有序传输，但需呼叫建立和释放过程。

数据报：每个分组独立寻址，灵活但可能失序，适合突发数据。

典型应用：互联网数据传输、IP电话、电子邮件。

高考高频问题解析

1. 电路交换与分组交换的核心区别

资源分配方式：电路交换独占物理线路，分组交换动态共享信道资源。

实时性：电路交换时延稳定，分组交换时延波动大。

适用场景：电路交换适合实时语音，分组交换适合突发数据（如网页浏览）。

例题：

> Q：IP电话采用分组交换技术，但为何仍能保证通话质量？

> A：分组交换通过优先级调度和流量控制，减少时延抖动；同时采用QoS（服务质量）机制保障实时性。

2. 分组交换中虚电路与数据报的对比

虚电路：需预先建立逻辑路径，传输有序，适合长会话（如文件传输）。

数据报：无需建立连接，分组独立传输，适合短消息（如即时通信）。

例题：

> Q：数据报模式下分组可能失序，如何解决？

> A：接收端通过分组编号重新排序，或由高层协议（如TCP）处理。

3. 综合应用题

> Q：某学校需建设内部通话系统，要求低延迟且支持多设备接入，应选择哪种交换技术？

> A：若仅需语音通信，选择电路交换（如传统电话系统）；若需同时传输语音和数据，选择分组交换（如VoIP），但需配置QoS保障优先级。

电路交换：强调实时性和稳定性，牺牲资源利用率。

分组交换：平衡效率与灵活性，是现代网络的主流技术。

高考重点：对比两类技术的适用场景、时延特性及典型应用，结合实例分析其优劣。

参考资料：