5.1.1　数据交换的必要性

两个用户终端通过直接相连的信道进行通信的方式是点对点通信。当多个用户终端之间需要进行数据通信，最直接的方法是把所有终端两两相连以实现任意两个用户之间的点对点通信，这样的连接方式称为全互连方式，如图5-1(a)所示。全互连方式虽然实现起来简单，但存在一些固有的缺陷。例如，当终端数较多时，所需线对数较多，因为线对数量与终端数的平方成正比;当终端之间相距较远时，需要大量长途线路;每个终端都要与其他终端连接，需要线路接口较多，等等。因此，全互连方式仅适用于终端数较少、地理位置相对集中、可靠性要求很高的场合。

为了在任意多个用户终端之间实现便捷、经济、可靠的数据通信，一般将用户终端通过一个具有交换功能的网络连接起来，如图5-1(b)所示。

图5-1中，每个用户终端连接到交换网络的一个交叉节点上。一个交叉节点相当于一个开关，平时是打开的状态。当任意两个用户之间要通信时，交换网络中的一台或者多台交换设备就把连接这两个用户终端的有关交叉节点合上，使得它们之间的通信线路连通。当两个用户通信完毕时，交换设备再把相应的交叉节点打开，这样两个用户终端之间的通信线路就断开了。通过上述方式进行数据通信的过程称为数据交换。可见，数据交换使得N个用户终端只需要N对线就可以实现通信需求，线路的投资费用大大降低。此外，数据交换也使得网络的覆盖范围大大地增加。

图5-1　用户终端通过交换网络连接