基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究

程發(fā)友

(武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院湖北武漢430074)

基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究

程發(fā)友

(武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院湖北武漢430074)

隨著經(jīng)濟(jì)水平的快速提高，計(jì)算機(jī)在各行業(yè)的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行性能提出了更高要求。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行中，其運(yùn)行速率會(huì)受到各種交換技術(shù)的影響，從而降低計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的完整性、可靠性和高效傳輸。因此，在合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的情況下，需要選擇最合適的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，才能真正保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、安全性。本文就計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)進(jìn)行全面分析，以為相關(guān)研究人員提供可參考依據(jù)，從而促進(jìn)我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平不斷提升。

計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)交換技術(shù)

在人們生活水平不斷提高的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為不可或缺的一部分，與社會(huì)發(fā)展、工業(yè)水平等有著極大聯(lián)系，給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)不斷發(fā)展帶來(lái)更多機(jī)遇。因此，不斷提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的性能，加大研發(fā)力度，才能真正提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞的速率、容量等，最終滿足各行業(yè)發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行需求。

1.線路交換技術(shù)的相關(guān)分析

根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況來(lái)看，線路交換指的是在網(wǎng)絡(luò)的接點(diǎn)處設(shè)立一個(gè)專門(mén)連接兩個(gè)站點(diǎn)的通信線路，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)站點(diǎn)的有效聯(lián)通。在人們的日常生活中，線路交換技術(shù)最常用的例子就是電話系統(tǒng)，通過(guò)物理連接的方式保持兩個(gè)站點(diǎn)的通信交換，并且，這種連接方式是安裝結(jié)點(diǎn)建線路的連接序列來(lái)完成，在每一條線路上都有一個(gè)專門(mén)用于連接的通道。在信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷推廣的現(xiàn)代發(fā)展中，以電話系統(tǒng)為例子，線路交換技術(shù)主要包括如下三個(gè)部分：

1.1 線路的構(gòu)建

在有效傳輸各種數(shù)據(jù)的過(guò)程中，站到站的連接必須保持暢通，才能真正完成相關(guān)數(shù)據(jù)的傳送。因此，在線路交換技術(shù)的合理應(yīng)用中，注重線路的合理構(gòu)建，如從電話系統(tǒng)的A站點(diǎn)發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求到結(jié)點(diǎn)6處（某個(gè)電話連接點(diǎn)），強(qiáng)求與電話系統(tǒng)B站點(diǎn)建立一個(gè)有效的連接。一般情況下，采用的方法是：從電話系統(tǒng)的A站點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)6的線路有一條專用的線路，因此，這一部門(mén)的連接是有效的，需要結(jié)點(diǎn)6在通向結(jié)點(diǎn)8（另一個(gè)電話連接點(diǎn)）的情況下尋找一個(gè)合適的支路，以通過(guò)這種方式選擇有用的信息。同時(shí)，在結(jié)點(diǎn)6選擇結(jié)點(diǎn)7的線路上設(shè)置一個(gè)沒(méi)有用過(guò)的通道，并發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到站點(diǎn)電話系統(tǒng)的B處，則可以有效構(gòu)建一個(gè)經(jīng)過(guò)站點(diǎn)電話系統(tǒng)、結(jié)點(diǎn)6、結(jié)點(diǎn)7（第三個(gè)電話連接點(diǎn)）的專用通道。在社會(huì)不斷發(fā)展的情況下，與結(jié)點(diǎn)6連接的站點(diǎn)可能有很多個(gè)，因此，需要注重多個(gè)站點(diǎn)到多個(gè)站點(diǎn)的內(nèi)部通道的構(gòu)建，才能真正滿足更多站點(diǎn)連接的需求，最終在對(duì)各個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試的基礎(chǔ)上，確保各個(gè)站點(diǎn)的順利連接。

1.2 數(shù)據(jù)的有效傳送

在利用網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)有效從站點(diǎn)A傳送到站點(diǎn)B的過(guò)程中，所有需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以是數(shù)字化的，也可以是模擬化的，因此，信號(hào)的發(fā)送方式也可以是數(shù)字或模擬兩種。一般情況下，是從站點(diǎn)A到結(jié)點(diǎn)6的線路通常會(huì)在結(jié)點(diǎn)6內(nèi)部進(jìn)行交換，并從結(jié)點(diǎn)6到結(jié)點(diǎn)7的通道經(jīng)過(guò)結(jié)點(diǎn)7的內(nèi)部通道進(jìn)行交換，接著從結(jié)點(diǎn)7到結(jié)點(diǎn)8的通道有結(jié)點(diǎn)8的內(nèi)部通道完成交換，最終實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)6和站點(diǎn)B的有效連接。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，這種線路是雙向的，可以同時(shí)從兩個(gè)方向進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效傳輸。

1.3 線路的合理拆除

在進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送時(shí)，一旦周期結(jié)束就需要進(jìn)行線路的合理拆除，以結(jié)束兩個(gè)站點(diǎn)之間的連接。一般這種操作是由兩個(gè)站點(diǎn)中的其中一個(gè)來(lái)完成，以在將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)順利傳播到結(jié)點(diǎn)6、7、8以后，實(shí)現(xiàn)相關(guān)專用資源的釋放和利用。通常在數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始以前，需要合理構(gòu)建連接通路，并保證每對(duì)結(jié)點(diǎn)之間的通信容量是有效的，可以有效滿足內(nèi)部交換的需求，才能在采用智能方式連接的情況下，確定出最合適的網(wǎng)絡(luò)路徑。目前，線路交換效率還不夠高，通道容量在連接狀態(tài)下是專用的，如果沒(méi)有數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，其他人也不可以使用，雖然聲音的連接效率更高一些，但也無(wú)法達(dá)到百分之百。通常情況下，與計(jì)算機(jī)相連的終端，很多情況下通道容量是足夠的，而在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)會(huì)有一定延遲，但不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的完整性和可靠性帶來(lái)影響。

2.報(bào)文交換技術(shù)的相關(guān)分析

在實(shí)踐過(guò)程中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸如果選擇報(bào)文交換技術(shù)，則不需要構(gòu)建一條專用的通道，一般是將目的地的地址附加在報(bào)文上，并從一個(gè)結(jié)點(diǎn)向著下一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送白問(wèn)，并且，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都可以進(jìn)行報(bào)文的接收、儲(chǔ)存等，最終發(fā)送到與目的地相關(guān)的結(jié)點(diǎn)處。在進(jìn)行線路交換的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都是由一個(gè)機(jī)電結(jié)合或電子設(shè)備來(lái)構(gòu)成，其運(yùn)行方式是二進(jìn)制方式，因此，接收和發(fā)送各種數(shù)據(jù)的效率是一樣的。目前，報(bào)文交換的結(jié)點(diǎn)一般是一臺(tái)比較小型的計(jì)算機(jī)，有著較大儲(chǔ)存容量，可以完成報(bào)文的緩沖，而報(bào)文在每個(gè)結(jié)點(diǎn)所需延遲的時(shí)間，則是其接收?qǐng)?bào)文需要花費(fèi)的時(shí)間與等待時(shí)機(jī)將其重新傳送到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)所延遲的時(shí)間。

與線路交換技術(shù)相比，報(bào)文交換技術(shù)的合理應(yīng)用，具有如下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：一是，線路效率更高。在很多情況下，報(bào)文交換方式可以實(shí)現(xiàn)一條結(jié)點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的通道的共享，并且，在接收和傳送相同的通信量的時(shí)候，報(bào)文交換技術(shù)的傳輸能力更強(qiáng)；二是，可以在沒(méi)有接收器、發(fā)送器的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而網(wǎng)絡(luò)可以在有接收器之前對(duì)這個(gè)報(bào)文進(jìn)行暫時(shí)儲(chǔ)存；三是，在報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)中，通信量如果增多，不會(huì)給報(bào)文接收帶來(lái)影響，僅僅是增強(qiáng)報(bào)文的傳送延遲；四是，在報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)報(bào)文可以被發(fā)送到很多個(gè)地方，比線路交換技術(shù)的性能更強(qiáng)大；五是，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行中，報(bào)文交換可以實(shí)現(xiàn)代碼和速度的有效轉(zhuǎn)換，從而優(yōu)先建立報(bào)文。一般情況下，每個(gè)站可以在充分利用數(shù)據(jù)傳輸率的基礎(chǔ)上與其它結(jié)點(diǎn)相連接，從而使傳輸率不一樣的兩個(gè)站也能連接到一起；六是，報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)下，數(shù)據(jù)的格式可以很輕易的進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而提高數(shù)據(jù)交換的效率；七是，部分被發(fā)送到不操作終端上的報(bào)文能被及時(shí)截獲，并有效儲(chǔ)存或重新發(fā)送到另一個(gè)終端上。另外，報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)有著無(wú)法蠻子交互式通信、實(shí)時(shí)通信等缺點(diǎn)，并且，網(wǎng)絡(luò)延遲的時(shí)間比較長(zhǎng)，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)聲音連接、交互式終端與計(jì)算機(jī)之間連接。

3.分組交換技術(shù)的相關(guān)分析

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，分組交換技術(shù)是在結(jié)合報(bào)文交換技術(shù)、線路交換技術(shù)的有點(diǎn)的基礎(chǔ)上形成的，與報(bào)文交換技術(shù)相比，在形式上存在的差別是其要對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位的長(zhǎng)度進(jìn)行限制，其最大長(zhǎng)度在一千位和幾千位之間。而報(bào)文交換系統(tǒng)更多的是在比較大的報(bào)文中使用，如果長(zhǎng)度比較大，則可以將分為幾個(gè)小的單位，并逐個(gè)進(jìn)行發(fā)送。因此，在對(duì)這兩張技術(shù)進(jìn)行區(qū)分的時(shí)候，一般將分組交換系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)單位稱作是分組。

通常在進(jìn)行分組的傳輸時(shí)，其主要組成是目的地的地址、數(shù)據(jù)等，如從站點(diǎn)A相結(jié)點(diǎn)6進(jìn)行這個(gè)分組的發(fā)送，結(jié)點(diǎn)6可以將其暫存，并將其發(fā)送到結(jié)點(diǎn)7處，接著再由結(jié)點(diǎn)7將其發(fā)送到結(jié)點(diǎn)8出，最終實(shí)現(xiàn)分組被傳送到站點(diǎn)B的真正目的。因此，與報(bào)文交換技術(shù)相比，分組一般不用歸檔，分組被暫存和拷貝的主要目的是對(duì)相關(guān)措施進(jìn)行糾正。在實(shí)踐過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)單位傳送的最大長(zhǎng)度進(jìn)行限制，確保其在比較小的范圍內(nèi)，對(duì)于提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的性能有著極大影響。

目前，在將報(bào)文分組以后進(jìn)行分流管理的方法主要有兩種：一種是，數(shù)據(jù)報(bào)；另一種是虛電路。通常情況下，數(shù)據(jù)報(bào)中的每一個(gè)分組都具有相對(duì)獨(dú)立的特性，可以獨(dú)立進(jìn)行報(bào)文的處理。例如：在站點(diǎn)A有三個(gè)分組的報(bào)文即將傳送到站點(diǎn)B，它們的發(fā)送到結(jié)點(diǎn)6的順序是1、2和3，這種情況下，結(jié)點(diǎn)6必須根據(jù)每個(gè)分組的情況設(shè)置路徑，才能確保分組報(bào)文的有效傳輸。如果在1進(jìn)入的情況下，結(jié)點(diǎn)6測(cè)出到結(jié)點(diǎn)7的分組隊(duì)列要比東岸結(jié)點(diǎn)9的短，則應(yīng)將分組1排到結(jié)點(diǎn)7上，同樣分組2也應(yīng)該這樣操作。與此同時(shí)，在分組3進(jìn)入的時(shí)候，結(jié)點(diǎn)6測(cè)出到結(jié)點(diǎn)9的隊(duì)列相對(duì)要短一些，則需要將分組3排到結(jié)點(diǎn)9上，從而使具有相同目的地地址的分組按照不一樣的路徑進(jìn)行傳送，最終或許會(huì)出現(xiàn)分組3比分組1、2先到達(dá)結(jié)點(diǎn)8的情況。由此可見(jiàn)，分組后的報(bào)文有很大可能出現(xiàn)不按照發(fā)送順序到達(dá)站點(diǎn)E，而是在到達(dá)站點(diǎn)E之后在進(jìn)行順序排列。

與數(shù)據(jù)報(bào)相比，在虛電路中分組的發(fā)送，必須提前構(gòu)建一條邏輯連接，如站點(diǎn)A處有一個(gè)或者幾個(gè)報(bào)文需要發(fā)送到站點(diǎn)B處，則需要提前發(fā)送一個(gè)呼叫，提出分組到結(jié)點(diǎn)6的請(qǐng)求，以及到站點(diǎn)E的一條連接。一般情況下，到結(jié)點(diǎn)7和后面所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂降氖墙Y(jié)點(diǎn)6，而結(jié)點(diǎn)7會(huì)決定結(jié)點(diǎn)8和后面所有數(shù)據(jù)的傳輸路徑，因此，在結(jié)點(diǎn)8將呼叫傳送到站點(diǎn)E之后，如果站點(diǎn)E決定接受上述連接，則需發(fā)送一個(gè)呼叫按原來(lái)返回到站點(diǎn)A。由此可見(jiàn)，站點(diǎn)A和站點(diǎn)E之間的數(shù)據(jù)交換是在虛擬的電路上完成，需要合理構(gòu)建邏輯連接，才能在證券識(shí)別虛電路標(biāo)識(shí)符的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的有效傳輸。

4.綜合數(shù)字交換技術(shù)的相關(guān)分析

在光纖技術(shù)、高科技技術(shù)等不斷推廣的情況下，綜合數(shù)字交換技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換中的應(yīng)用，可以真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、音頻、視頻、圖文等的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)端與端之間的有效聯(lián)通。一般光纖技術(shù)主要包括波分光交換技術(shù)、空分光交換技術(shù)、時(shí)分光交換技術(shù)三個(gè)部分，而在實(shí)際應(yīng)用中需要綜合運(yùn)用這三種技術(shù)，才能提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的效率、速率和通道容量等。目前，比較常見(jiàn)的異步轉(zhuǎn)移模式就是綜合數(shù)字交換技術(shù)的充分利用，其一般是一個(gè)長(zhǎng)度比較固定的分組，由信息域和信元頭共同組成，其中，信元的長(zhǎng)度是五十三各字節(jié)，信元頭為五個(gè)字節(jié)，信息域?yàn)樗氖藗€(gè)字節(jié)，對(duì)于保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由的性能有著重要影響。在信息技術(shù)水平不斷提升的情況下，異步時(shí)分多路復(fù)用是異步轉(zhuǎn)移模式上的多路復(fù)用技術(shù)，可以更好的實(shí)現(xiàn)異步轉(zhuǎn)移模式中各種數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。目前，異步轉(zhuǎn)移模式采用較多的是虛擬通道模式，通信通道主要是用一個(gè)邏輯號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)的不斷加劇，寬帶在人們的生活、工作和學(xué)習(xí)中占據(jù)的地位越來(lái)越重，而寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)中，綜合數(shù)字交換技術(shù)的應(yīng)用非常普遍，在與光纖技術(shù)相結(jié)合的情況下，不僅可以使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度得到較大提高，還能促進(jìn)異步轉(zhuǎn)移模式高速數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)更廣泛的發(fā)展，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)、通信事業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要影響。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在綜合業(yè)務(wù)技術(shù)不斷完善的過(guò)程中，各種數(shù)據(jù)交換技術(shù)逐步變得更加成熟和可靠，不僅可以提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，還能確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，是當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用應(yīng)高度重視的問(wèn)題。因此，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境的不斷變化，注重網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的科學(xué)利用，有效提升互聯(lián)網(wǎng)的整體質(zhì)量，不僅可以提高寬帶資源的有效利用率，還能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的全面管理，對(duì)于推動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)水平快速提升也有著極大作用。

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TP393

A

2095-7327（2016）-10-0140-02

程發(fā)友（1974.11.16—），湖北荊州人，男，漢族，本科學(xué)歷，碩士學(xué)位，講師，就職于武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用。