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网络数据交换技术摘要： 论述了五种不同的数据交换技术的原理、实现方式，并对其优点与不足进行比较分析提出了数据交换技术下一步的发展方向。关键词：计算机网络；数据交换；比较 20世纪的60年代。由计算机技术和通信技术 Computer Network Data Interchange TechnologiesAbstract：The working principles and mechanisms of 5 data interchange technologies are introducedThe merits and defects of each technology are exploredTh e development prospects of data interchange technology are predictedKey words：computer network；data interchange；comparison总述:相结合的计算机网络技术诞生了。从此人们步人了 网络时代。进入网络的用户可以对网络中的数据、 软件和硬件实现共享，还可以通过网络把一件较 大工作分配给网络上多台计算机去完成。包括使用 于电子商务处理领域。被称为“无纸贸易”或“电子 贸易”的EDI系统(ElectronicData Interchange)，其 功能的实现都基于计算机网络技术中的数据交换 技术。近年来，随着宽带技术的迅猛发展，进行高速 度、大容量的数据传输交换已经成为现代信息技术 发展的必然要求这种要求极大地促进了数据交换 技术的发展。新技术不断涌现。 一、计算机网络数据交换技术及原理计算机网络数据交换技术。简而言之。就是指 网络间各计算机之间互相进行信息交换的技术。在计算机网络的数据通信线路中。最简单的形 式是在由某种传输介质直接连接的两台设备之间进 行通信。这要求通信双方具有互相连接的物理链路。 但在长距离通信中。这种全连接的数据传输交换方 式在实际的计算机网络上往往无法实现。一般还需 要把从源站发出的数据经过网络中一个或多个用作 交换设备的中间结点。由相应结点的交换设备从一 个结点传送到另一个结点，直至到达目的站。二、计算机网络数据交换技术形式及其实现 在计算机网络中。站点之间需要通过有关结点 之间的数据交换才能实现数据通信，基本的传统交换技术有三类：电路交换、报文交换和分组交换，它 们都是在电域中基于电方式进行的数据交换。近年来。随着光通信技术的发展，物理光纤信道的传输 容量得到了很大的提高，使数据以光信号的形式在 光纤介质上进行传输的数据交换技术逐渐完善。这为进一步适应计算机网络用户对数据传输大容量、 高实时性的要求提供了可能，在此基础上，更具有 发展潜力的帧中继技术、ATM异步传输模式等高速 分组交换技术应运而生，并越来越广泛地得到应用。1电路交换(Circuit Switching) 电路交换类似于电话系统。要求通信的计算机 之间必须事先建立物理线路。在通信双方间经若干级转接。建立起端对端的连接，使用实际连通的完 整的通信线路。在这个连接上，通信双方将以很小的传输时延，在独占的线路上，可靠地传送信意。整 个线路交换的过程包括建立连接、占用线路并进行 数据传输、拆除连接三个阶段。建立连接阶段。发起方站点向某个响应方站点 发送一个请求，该请求通过中间结点传输至终点，如果中间结点有空闲的物理线路可以使用接收请 求，分配线路，并将请求传输给下一中间结点，整个 过程持续进行，直至终点。如果中间结点没有空闲 的物理线路可以使用整个线路的“串接”将无法实 现。仅在通信的两个站点之间建立起物理线路之 后，才允许进入数据传输阶段。线路一旦被分配，在 未释放之前，其它站点将无法使用。数据传输阶段， 在已经建立物理线路的基础上，站点之间进行数据 传输。所传输数据可以是数字数据(如远程终端到计算机)，也可以是模拟数据(如声音)，既可以从发 起方站点传往响应方站点，也允许相反方向的数据 传输。拆除连接阶段，当站点之间的数据传输完毕 执行释放线路的动作，拆除连接并释放线路资源。2报文：(Message Switching) 报文交换是通过通信子网上的结点采用存储 转发的方式来传输数据，它不需要在两个站点之间 建立一条专用的通信线路。报文交换中传输数据的逻辑单元称为报文。一般它将接收报文站点的地址 附加于报文一起发出，每个中间结点接收报文后暂 存报文，然后根据其中的地址选择线路再把它传到下一个结点，直至到达目的站点。实现报文交换的 结点通常是一台计算机，它具有足够的存储容量来 缓存所接收的报文。一个报文在每个结点的延迟时 间等于接收报文的全部位码所需时间、等待时间， 以及传到下一个结点的排队延迟时间之和。3分组交换(rPacket Switching) 分组交换将用户发送的信息分割成定长的数 据段，在每个数据段的前后加上控制信息和收、发地址信息形成分组，以分组为单位进行发送、存储、 转发的交换方式。在收信终端需要对分组进行排序和重组。4帧中继帧中继是计算机网络数据交换标准化过程中 产生的一种重要技术，它是在数字光纤传输线路逐 渐代替原有的模拟线路，用户终端智能化的情况 下，由分组交换技术发展起来的一种传输交换技术。当前，帧中继技术被广泛使用于公共或专用计 算机网络的局域网互联以及广域网连接如电信局 多提供帧中继服务。这种技术有数字系统的低误码 率和高传输速率的特点，以帧中继交换机作为结点组成高速帧中继网，将各个计算机网络通过路由器与帧中继网络中的某一结点相连，其中结点只做帧的转发操作，差错控制和流量控制均交由高层端系统完成，大大缩短了结点的延时，提高了网内数据的传输速率。5ATM异步传输模式fAsynchronous TransferMode)ATM异步传输模式是建立在电路交换与分组 交换基础上的一种新的交换技术 ，并由基于光纤网络的BISDN宽带综合业务数字网所采用。用户主机所在网络通过ATM交换结点再与光纤数字网络相连。保留电路交换是为了满足传输从语音到高清晰度电视图像等各种实时性很强的业务需要_3,再利用光纤通信误码率低的优点将差错控制由数 据链路层改到高层，从而提高信元在网络中的传输 速率。三、计算机网络数据交换技术比较 1电路交换技术的主要优点与不足电路交换的主要优点是：具有独占性，建立线路之后、释放线路之前，即使站点之间无任何数据可以传输，整个线路仍不允许其它站点共享；实时性好，一旦线路建立，通信双方包括线路资源在内的所有资源均用于本次通信，除了少量的传输延迟之外，不再有其它延迟；线路交换设备简单；用户数据透明传输。电路交换的主要不足是：其线路独占性导致电路利用率低；电路的接续时间比较长，网络利用率 低；网络用户在信息传输、编码格式、同步方式、通信协议等方面要完全兼容，这就限制了各种不同速率、不同代码格式、不同通信协议的用户终端直接 的互连。2报文交换的主要优点与不足报文交换的主要优点是：线路利用率高多个报文可以分时共享结点问的同一条通道：可靠性高，在通信量超载时，报文分组还是被接收；后文交换系统的使用，容易把一个报文送到多个目的站 点；能建立优先权，对重要的、紧急的报文分组可实 行优先传送。报文交换的主要不足是：报文传输延迟较长,特别是在发生传输错误后，大量的资源消耗在纠错补偿上；不能满足实时或交互式通信的要求不能用于声音连接，也不适于远程终端与计算机之间的 交互通信。3分组交换的主要优点与不足 分组交换的主要优点是：兼容性强，利用分组的存储转发功能，可以方便的进行速率、码型、规程的转换。实现不同类型、不同速率、不同通信规程的终端之间相互通信：线路利用率高采用统计时分 复用技术可在一条电路上同时开放多条虚电路。为多个用户同时使用；采取错误检测措施。可靠性 高：与电路交换相比分组交换还有费用低廉的优点。分组交换的主要不足是：时延较大。因采用报 文分组进行交换，动态分配信道，使收发线两端的数据产生时延。所以。它不适于实时性高的通信；传输速率低因在分组中含有大量的地址及校验信息。使信息在分组中所占比例相应减少，限制了速率的提高；分组必须携带一些控制信息。管理控制比较困难：4帧中继技术的主要优点与不足 帧中继技术的主要优点是使用光纤作为传输 介质，因此误码率极低，提高了网络的吞吐量；按需分配带宽，网络资源利用率高，网络费用低廉；采用 虚电路技术。适用于突发性业务的使用；不采用存储转发技术，时延小、传输速率高。帧中继技术的主要不足是：帧中继不适合于传 输诸如话音、电视等实时信息，它仅限于传输数据;对传输线路质量要求较高：对终端智能化程度要求 较高。5_A喇异步传输模式的主要优点与不足 ATM异步传输模式的主要优点是：有高速传输及交换能力；有极高的灵活性，可以同时支持数据、数字化语音图像的传输，支持多媒体传输的应用。对不同的应用需求具有不同的处理策略；网络资源预留机制可以支持高实时性的应用要求；可用于组建各种规模的网络如LAN、WAN等。理想的发展前景是用ATM交换技术来替代现有的各种交换技 术。ATM异步传输模式的主要不足是：由于ATM的许多概念尚未标准化尚需时间才能成为一种成 熟的标准技术。因此互操作性能不够完善 ；现有网络操作系统对ATM的支持不够完善：ATM网络构件的生产规模不大价格较高。四、计算机网络数据交换技术的发展前景 随着网络化时代的来临。人们对信息的需求与 日俱增。尤其是宽带业务在全球突飞猛进地发展。给计算机网络业务的发展带来了空前的机遇与契机。建立高速大容量的计算机网络已成为现代信息技术发展的必然趋势5。计算机网络数据交换技术也必须同步发展并力求达到完美的适应和匹配以便向网络用户提供尽可能快速高效的互联网和大流量的信息资源。从当前的发展潮流来看计算机网络数据交换技术正朝着两个方向发展。一个方向是走量变的路线，速度越来越快，已经从千兆跳跃到万兆。另一个方向是走质变的路线目前已经发展到网络的第七 层应用层的交换。如何充分利用带宽资源。对互联网上的应用、内容进行管理。提高网络服务水平。完成互联