如果计算机物理内存足够大，可以保存所有进程，那么之前提及的所有方案都或多或少是可行的。但实际上，所有进程所需的RAM数量总和通常要远远超出存储器能够支持的范围。把所有进程一直保存在内存中需要巨大的内存，如果内存不够，就做不到这一点。有两种处理内存超载的通用方法。
a、交换技术，即把一个进程完整调入内存，使该进程运行一段时间，然后把它存回磁盘。空闲进程主要存储在磁盘上，所以当它们不运行时就不会占用内存（尽管它们的一些进程会周期性地被唤醒以完成相关工作，然后就又进入睡眠状态）。
b、虚拟内存，该策略甚至能使程序在只有一部分被调入内存的情况下运行。
交换技术：
交换系统的操作如图3-4所示。开始时内存中只有进程A。之后创建进程B和C或者从磁盘将它们换入内存。图3-4d显示A被交换到磁盘。然后D被调入，B被调出，最后A再次被调入。由于A的位置发生变化，所以在它换入的时候通过软件或者在程序运行期间（多数是这种情况）通过硬件对其地址进行重定位。例如，在这里可以很好地使用基址寄存器和界限寄存器。
交换在内存中产生了多个空闲区（hole，也称为空洞），通过把所有的进程尽可能向下移动，有可能将这些小的空闲区合成一大块。该技术称为内存紧缩（memory compaction）。这个操作通常不进行，因为它要耗费大量的CPU时间。例如，一台有1GB内存的计算机可以每20ns复制4个字节，它紧缩全部内存大约要花费5s。
有一个问题值得注意，即当进程被创建或换入时应该为它分配多大的内存。
若进程创建时其大小是固定的并且不再改变，则操作系统准确地按其需要的大小进行分配，不多也不少。
如果进程的数据段可以增长，例如，很多程序设计语言都允许从堆中动态地分配内存，那么当进程空间试图增长时，就会出现问题。
1、若该进程与一个空闲区相邻，那么可把该空闲区分配给该进程让它在这个空闲区增大。
2、若进程相邻的是另一个进程，要么把需要增长的进程移到内存中一个足够大的区域中去，要么把一个或多个进程交换出去，以便生成一个足够大的空闲区。
3、若一个进程在内存中不能增长，而且磁盘上的交换区也已满了，那么这个进程只有挂起直到一些空间空闲（或者可以结束该进程）。
如果大部分进程在运行时都要增长，为了减少因内存区域不够而引起的进程交换和移动所产生的开销，一种可用的方法是，当换入或移动进程时为它分配一些额外的内存。然而，当进程被换出到磁盘上时，应该只交换进程实际上使用的内存中的内容，将额外的内存交换出去是一种浪费。在图3-5a中读者可以看到一种已为两个进程分配了增长空间的内存配置。
如果进程有两个可增长的段，例如，供变量动态分配和释放的作为堆使用的一个数据段，以及存放普通局部变量与返回地址的一个堆栈段，则可使用另一种安排，如图3-5b所示。在图中可以看到所示进程的堆栈段在进程所占内存的顶端并向下增长，紧接在程序段后面的数据段向上增长。在这两者之间的内存可以供两个段使用。如果用完了，进程或者必须移动到足够大的空闲区中（它可以被交换出内存直到内存中有足够的空间），或者结束该进程。

电路交换技术与包交换技术

从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。

电路交换技术（CS:circuit switching）

通信网中最早出现的一种交换方式，主要应用于电话通信网中。信息传送的最小单位是时隙。传输信息具有透明性。 

传输过程中建立链路占据主要时间。

优点：


实时性好（只存在信号传播时延）
稳定的数据传输速率（资源独占，可靠性高）
不存在信道访问延迟


缺点：


不能充分发挥传输介质潜力
长距离电路的建立时间长
扩展性较差
硬件成本高


包交换技术（Packet switching technology）

也称为分组交换技术。将数据包分组并加上分组头。 

分组交换实质上是在“存储—转发”基础上发展起来的。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据—分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。 

数据传输过程中“存储-转发”时延占据主要时间。

优点：


数据可以分流到不同路径，使带宽资源利用更加有效
若链路出现故障同一个报文剩余包可通过其他路径传送


缺点：


存储-转发延迟可能会很大
排队延迟不确定（与流量成正比）
包越多丢失概率越大，报文丢失概率增大


分组交换网络中数据传输时间计算题

评价计算机网络性能指标


发送时延
传播时延
“存储-转发”时延
带宽/吞吐量
丢包率


传输时延即发送时延（Transmission Delay），是主机或者路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从数据帧的第一个比特算起，到该数据帧最后一个比特发送完毕所需要的时间。（数据块从节点进入传输介质所需要的时间）计算公式为： 

        发送时延=数据帧长度/信道带宽（发送速率）

传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离所花费的时间。即比特在链路中传输的速率，为光速传播或近光速传播，通常忽略不计。传播时延计算公式： 

        传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

“存储-转发”时延是交换节点为“存储-转发”而进行必要处理所花费的时间。包括包的处理、路径的选择和排队等待输出的时间。（当网络拥塞时排队等待时间将很长）

吞吐量：发送者和接受者之间传输数据获得的比特率。取决于瓶颈链路的容量。

丢包原因：交换机的队列长度有限。包到达时队列已满则被丢弃。

文章目录
一、数据交换技术
二、数据交换技术三种方式
2.1电路交换
2.2报文交换
2.3分组交换
三、数据交换技术总结

一、数据交换技术
是什么

数据交换技术是实现网络边缘的主机在大规模网络核心进行数据交换的基础

网络边缘：连接到网络的所有端设备(包含主机)
网络核心：交换节点(如路由器)及传输介质(通信链路)的集合，也称为通信子网

网络如图所示：



通俗理解下，数据交换技术是为了让两台主机进行数据传输，消息交换
二、数据交换技术三种方式
2.1电路交换
传输数据三个步骤如图



建立电路：通过中间交换结点为两台主机之间建立一条专用物理链路
传输数据：利用电路通信
拆除电路：释放信号经过物理链路各个结点

最大的电路交换就是电话网络，

如图所示


电路交换优缺点

优点

实时性高:电路建立固定速率传输数据
时延较小：中间节点不对数据处理

缺点

信道利用率低：建立连接为专用电路，没有数据传输也要占用电路
传输速率单一：固定速率传输数据

综上

电路交换是有连接的，适用于语音和视频实时性强的业务
2.2报文交换
为什么有？

主机间交换突发性数据，采用电路交换会浪费信道容量，提出报文交换
什么是？

报文=数据+发送/接受主机地址及其他控制信息

以报文为单位在各个节点以存储—转发方法传送

存储——转发：整个报文传送到相邻结点，全部存储后查找转发表，转发下一个结点

在各个节点传输过程如下


报文交换相对于电路交换的优缺点

优点：

信道利用率高：只有报文转发时才占用信道，不存在空闲占用
缺点：

时延长：结点缓存报文，报文排队发送

丢包：当结点缓存满时，便丢弃报文
2.3分组交换
是什么

分组是将报文分割成小数据块，每个块上加上地址等控制信息
每个分组独立传输到目的地，在目的地将分组重组，还原成报文

报文与分组的关系



分组交换的传输过程



相对于报文交换的优缺点

优点：

1.交换设备存储容量要求低

报文交换缓存整个报文
分组交换只缓存小分组

2.交换速度快

报文比较大时有可能存储到外存，读取速度低
分组小存储到内存，读取速度块

3.可靠传输率高

报文出错将重传整个报文
分组只重传小分组

4.更加公平：


报文交换不公平：如果大小报文沿相同路径到相同目的，并且大报文在前，在交换过程中，小报文只有等到大报文传输完，路由器结点接收，才传送。小报文需要更多的时间到达目的地


分组交换公平：将大小报文全部拆分为分组，独立传送，总体上小报文比大报文先到达目的地


缺点：

消耗资源：分组在拆分组装时附加更多控制信息
三、数据交换技术总结


电路交换

整个数据(报文)的比特流连续从源点到终点

报文交换

整个报文先送到相邻结点，全部存储后查找转发表，转发到下一结点(等传输完，下一个传输)

分组交换

单个分组(报文一部分)传送到相邻结点，存储下来后找转发表，转发下一结点(流水线式)

三种方式的优缺点都是相对于前一个来说的，那么分组交换一定优于电路交换吗？

不一定，在要求实时性的通信时，电路交换依旧有它的用武之地

概念
  原子交换技术其实是一种支持两种运行在不同区块链网络上的加密货币进行快速交换的技术，相对于就是跨链技术。
  原子交换是允许交易，原子交换通过两种方式进行：首先，原子跨链交易可以直接在两种区块链的不同原生代币之间完成，这称之为链上原子交换。其次，也可以使用链下通道，这些通道是主要区块链主链的分支，也称为链下原子交换。
  可以通过使用原子交换技术，让比特币用户和莱特币用户直接进行币的交易，无须第三方参与，它是点对点的、无需信任的。
  为了更深的理解原子交换，我们举个例子来描述使用原子交换技术，比特币用户和莱特币用户直接交易。
  A想用1枚比特币换取100枚莱特币，B想用100枚莱特币换取1枚比特币，如果不使用原子交换技术，则需要第三方比如交易平台等才能完成这个操作，而第三方平台会收取部分手续费。



  使用原子交换技术，利用双重托管机制，双方在各自的链上部署托管，然后将自己的资金发送给各自的托管。然后托管机制相互通知资金的正确收据后，就将资金发给预定的收件人。



  原子互换允许两个或多个参与方对等地交换加密货币，而无需将信任扩展到第三方仲裁机构。通过程序性托管，它们将对可信第三方的需求和调解成本降到最低。用户及其交易对手可以使用原子互换来避免支付不必要的费用，并将交易对手、结算和托管风险降到最低。