交换方式性能分析

电路交换性能分析 ⚡
连接建立过程
  • 每跳传播时延为1ms
  • 交换机建立/释放连接耗时1ms
  • 接收方处理连接请求需2ms
  • 连接建立总耗时: 3跳×(1ms+1ms)+2ms=8ms
数据传输特点
  • 数据传输速率0.5kb/ms，4KB报文需8ms发送时间
  • 比特流直达终点，三跳传播总时延3ms
  • 总传输时间=8ms(发送)+3ms(传播)=11ms
关键参数
  • 报文大小=4kb
  • 每跳传播时延=1ms
  • 交换机处理耗时=1ms
  • 接收方处理时间=2ms
💡 记忆要点: 电路交换建立连接耗时但传输时延最低(11ms)，适合长时间稳定通信
报文交换性能分析 📦
存储转发机制
  • 中间节点必须接收完整报文才能转发
  • 存储转发时延=2ms（报文解析处理时间）
传输过程
  • 每跳传输时间=8ms(发送)+1ms(传播)
  • 三跳总耗时=3×(8+1+2)=29ms
性能缺陷
  • 大报文导致长时间占用链路
  • 后发报文需等待前一个完全转发
⚠️ 注意: 报文交换存储转发时延高(29ms)，大报文导致串行等待效率低
分组交换性能分析 🧩
分组策略
  • 将4KB报文拆分为4个1KB分组
  • 分组发送时间=2ms（1kb/0.5kb/ms）
传输优势
  • 存储转发时延降至0.5ms（小分组处理更快）
  • 流水线传输: 前一分组处理时可接收下一分组
总耗时计算
  • 首分组到达时间=3×(2+1+0.5)=10.5ms
  • 后续分组间隔0.5ms到达
  • 总时间=10.5+3×0.5+2=17.5ms
🚀 优势: 分组交换通过分片实现并行传输，时延(17.5ms)介于电路与报文之间
三种交换方式对比 🔍
传输耗时
  • 电路交换: 11ms（最快）
  • 分组交换: 17.5ms
  • 报文交换: 29ms（最慢）
核心差异
  • 存储转发时延: 电路交换无 😎 > 分组交换低 😊 > 报文交换高 😭
  • 连接需求: 仅电路交换需预先建立连接
  • 线路利用率: 分组交换非常高 😎 > 报文交换高 😊 > 电路交换低 😭
  • 差错控制: 分组/报文交换支持，电路交换不支持
  • 数据有序性: 电路/报文交换保证有序，分组交换可能乱序
记忆要点
  • 分组交换控制信息占比最大（需添加分组头）
  • 电路交换线路分配最不灵活
  • 报文交换缓存开销最大