分組交換網路、電路交換網路與TCP/IP協議的關係？

01-19

對分組交換網路、電路交換網路與TCP/IP協議之間的關係有點混亂，查了些資料有了三種理解同時也產生了相關疑問，不知道哪種理解是正確的，還是說有其它解釋。
一、對於它們的關係我的第一種理解。
TCP/IP協議是基於分組交換的協議，也就是說在當今廣域網大部分都採用TCP/IP協議的情況下，廣域網基本等同於分組交換網。TCP/IP協議棧中的UDP協議契合了分組交換網路的特點，而TCP協議的存在的目的是為了解決分組交換網路的部分缺點，比如包的亂序、重複、丟包什麼的。那隨之產生了一個疑問，那電路交換網採用什麼又是什麼協議？還是說基於電路交換網路的廣域網已經不怎麼使用了？
二、對它們的關係我的第二種理解。
TCP/IP協議既能用在分組交換網路又能用在電路交換網路。

那這樣我又有了幾個疑問，如果TCP/IP協議能用在電路交換網路，那協議棧中的TCP協議存在的意義在哪裡？電路交換一開始就建立了連接，通信雙方獨佔，那TCP協議又進行一次連接有什麼意義？那UDP協議在這種情況下不也具備了TCP協議的一些特點？
三、對於他們的關係我的第三種理解
不管是電路交換還是分組交換，它們都是一種物理連接，而TCP/IP協議中的TCP、UDP協議是一種邏輯的連接？

30、40年代的戰爭片經常有這樣的鏡頭，國民黨司令官氣急敗壞地拿起電話：給我接通前線某某師！然後接線員會插拔一些插頭，然後電話就接通了。這種就是最老式的電話交換網路，依靠人工來將線路搭接在一起，這相當於在兩台電話機之間有一根物理線路連接。

後來有了程式控制交換機，不需要人工來插拔線路，交換機會根據用戶的撥號號碼來自動搭接端到端的線路，於是一條獨佔的電路動態生成了，只用於這個電話通信使用，只有電話掛斷了，信道釋放出來了，才可以被重新使用。

那電路交換網路可以傳輸IP嗎？

當然可以，比如最早使用電話線撥號上網，就是在PSTN電話交換網路上傳輸IP包。但是我還是想先談談電路交換網路傳輸非IP包，在談這個之前需要先談串列口RS-232通信。

串列RS-232通信

有過console口配置路由器的同學，一定有過這樣的經驗，用RS-232 串列口連接路由器的console 口，然後打開超級終端，就可以和路由器通信了，可以配置路由器，可以看到路由器的輸出，在整個過程中，無需配置任何IP地址就可以通信，不是嗎？哦，原來計算機通信並不是都需要IP地址的！如果非要把這種通信用OSI模型來模塊化，則可以表達成：

Hardware + Data link + Application = RS-232 + Application

電話撥號遠程訪問路由器AUX介面

當路由器無法通過IP網路訪問（IP網路斷），Cisco路由器上有一個AUX非同步串口，通過連接一個modem可以接受遠程電話撥號，一旦撥號成功，可以遠程配置路由器，同樣也無需配置任何IP。與RS232物理直連console口唯一區別：通過電話網路把配置命令發送到路由器，並將輸出返回電腦。電話網路所建立的電路交換相當於一根電纜，對應OSI模型：

circuit + application

電路交換網路傳輸IP

這就是電話線撥號上網，電路交換所完成的任務也是類似一根電纜：

PC---modem ----PSTN----IP Gateway ---Internet

PC 通過撥號與IP Gateway之間建立電路（這電路是獨佔的，PC與gateway之間的數據信號順著電路到達對方），然後在電路上傳輸PPP，然後IP，對應的模型為：

Circuit + PPP + IP + TCP/UDP + Application

傳統電路交換網路目前不再發展，PSTN撥號服務基本上關閉了。

至於T3/E3 介面類型，既可以配置成支持電路交換的介面類型（語音），又可以配置成HDLC/PPP封裝類型，直接可以提供分組交換，即IP包交換。

簡言之，一個串列介面，可以提供介面供電路交換使用，沒有IP概念；也可以提供介面供包交換使用，支持IP網路，但兩者不能同時使用。

電路交換最大的特點是獨佔性，一個信道，比如一條電話線，或者一個SDH系統中的時隙分給了你，這時候別人就不能用，家裡的電話加個分機，一個在通話時另一個沒法再撥其他的電話。而分組交換則是共享的，一個網口不夠用，加個交換機，幾個計算機都能上網。

但有一點，OSI的七層模型，是一種參考模型，不是唯一模型，也不是強制模型。而且，另一個關鍵，書上舉例子的協議棧都是單純而清晰的，而在實際的網路中，組網會遠比入門的書上複雜，而且多樣，協議之間可能會用很不同的層次關係疊加。比如，最典型的電路交換應用是電話，但現在電話網內部都是IP承載的，插網線的電話在公司里也經常見到；乙太網幀頭裡有MAC，那mac in mac是怎麼回事？電腦上設置了一個VPN，你用的究竟是寬頻運營商分你的IP還是VPN提供商分給你的IP，它們是什麼關係？書上都是IP承載在乙太網上，但現在很火的VxLAN是怎麼回事？或者更複雜點，PWE3是哪層的？是電路交換還是分組交換？

所以，這個是學究式的問題，在你聽說或者接觸到很多種類的網路之前，只要大致有個概念，能作對課本上的習題就足夠了。沒有足夠的知識，強行分類只會讓自己更加混淆。

希望這些文字，會對你有幫助，對於第二個問題

那這樣我又有了幾個疑問，如果TCP/IP協議能用在電路交換網路，那協議棧中的TCP協議存在的意義在哪裡？電路交換一開始就建立了連接，通信雙方獨佔，那TCP協議又進行一次連接有什麼意義？那UDP協議在這種情況下不也具備了TCP協議的一些特點？

電路交換網路也會有誤碼啊，如果碰巧開始那個IP包壞了被IP層丟掉怎麼辦？如果中間的IP包被丟了怎麼辦？所以握手和確認都是必要的。亂序似乎不大會出現，可是IP層還有更底層的實現，是否都保證了這一點？沒有明確列到文檔上的特性都是有風險的。建立一個TCP連接的時候，你知道下邊是IP，知道對端的TCP埠，其他還知道什麼？TCP的設計者們做了最壞的一種假設，然後基於這種假設設計了協議，在情況好於這些假設的情況下，協議仍然能夠正常工作，並且開銷很小。如果傳輸層協議可以感知底層提供的特性，並相應進行調整，那麼傳輸層協議會很複雜，底層給他提供這些信息也會很複雜，並且破壞了各層之間清晰的界面，但收益基本沒有。

電路交換應該是用來布置電話網用的。。分組交換和報文交換用於計算機網路，像ATM網就是用的分組交換里的虛電路

題主問的問題質量很高，贊一個！

如果套用7層模型，那麼電路交換和分組交換的概念，在L2結束，只能適用於一個子網或鏈接中。在L3上，可能分段分別使用了電路交換和分組交換。

但是很多系統設計並不是基於7層模型的，而是從物理層到應用層一路打通。傳統的電話交換網路就是這樣。這種協議的設計，通過帶外的信令，建立一個整條路徑都預留資源的交換。

介於電路交換和分組交換之間還有一個奇葩協議，叫ATM。當年號稱要一統天下的，轟轟烈烈的火了10年，最後被IP吃掉。

傳統的電話交換網也慢慢被IP吃掉，現在的電話，從家裡到端局還用傳統信令，再往大網裡走，已經是NGN的IP網路了。

但是，很多核心路由器之間的連接（分組網的中間某段），下層還是用電路交換，走SDH。

另外，教科書式的電路交換，應該是很狹義的，上面所說的都已經擴展了。狹義的電路交換，是以電信號或者以1個比特為單位的交換，在任何轉發節點上都只會有固定時鐘周期的時延，這個時延不是用於信息單元重組和排隊，而是電信號的重建。我個人認為，這才是」基於電路交換」和「基於分組交換」的本質區別：

有沒有信息單元的重組。

在這個意義上來說，程式控制交換機也不是狹義上的電路交換，因為他有基本幀的重組，時延雖然固定，但必須是收滿了一個幀才能轉發。有一個「串-&>並（校驗）-&>串」的過程。

上面是我自己定義的啊，因為找不到「精確的」定義。

分組交換網路就是包交換網路。在包交換網路裡面數據都是封裝在包里，然後路由設備以包為單位進行轉發（交換）。

電路交換網路以電路為單位進行交換，因此一路通信將完全佔用一條電路。這種交換的方式效率低下，但是由於用戶獨佔物理資源，因此通信質量得到保障。

TCP/IP是一套定義編碼、鏈接的協議棧。它不是一種網路的類型，而是一種組網和提供服務的方法。

你的第三個理解是正確的。

這個用OSI七層模型來描述更清楚。

物理層、數據鏈路層定義了道路。

網路層、傳輸層和會話層定義了交通規則。

表示層、應用層定義了車輛和行人。

分組交換和電路交換屬於道路。

TCP/IP屬於交通規則。

TCP/IP這種交通規則更適合分組交換這種道路，但是在電路交換這種道路上也能用。

就像紅燈停綠燈行在市內交通很合適，高速路上沒事來個紅綠燈，可以，但是很彆扭。

很奇怪還有人關注這個問題，作為國內數據通信的歷史見證人，簡單談下我的理解，電路交換典型就是程式控制交換的固話網路，專門的控制指令7號信令配套支持，它的csd模式可以支持ip連接；分組交換網更多是一種數據通信網，基本也是工作在數據鏈路層，當你北電x.25設備專門為銀行提供低帶寬專線服務；然後老美在分組交換思路的基礎上發明了tcp/ip,有了後來的全球互聯網，把數據通信就是升級擴展成為大眾市場，嗯手機打字累了，先寫這麼多吧

感覺你說的預留資源的電路交換網路就是circuit switching network…而tcp/ip是packet switching network的協議。只有用packet switching network來模擬virtual-circuit switching network…沒有反過來的…

你的第三種理解是準確的，稍微修正一下語句用詞即：

不管是電路交換還是分組交換，它們都是一種底層鏈路實現方式，而TCP/IP協議中的TCP、UDP協議實現高層通信應用。

完全用底層鏈路進行通信是可以的，這類應用都很簡單，有了TCP/IP軟體開發就不需要考慮網路底層特性就能實現功能豐富的網路應用，這也就是為什麼要在這些不同的物理或邏輯鏈路上應用TCP/IP協議的原因。

其實我上學那會，最難理解的應該是分組交換這個概念(Packet switching)，明明就是包交換，不知道為何翻譯成分組交換，說計算機收到一個分組，blabla...尤記得方式困惑了我好久

如果直接翻譯成包交換，我想正常人都不需要解釋就能理解，哎