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

■ 湖北民族大學(xué)：孫玉芳

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)為數(shù)據(jù)和信息提供了轉(zhuǎn)接條件，其為數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)交換技術(shù)按照特定的方式分配計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸線路上的資源，常見的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有分組交換、報(bào)文交換以及線路交換?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了普及，我國(guó)各行各業(yè)都在使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)基本進(jìn)入到了每個(gè)家庭內(nèi)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)朝向大容量的方向發(fā)展，目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中最為關(guān)鍵的就是數(shù)據(jù)交換技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)一來可以滿足計(jì)算機(jī)與用戶之間的交流需求，二來還能為信息提供處理的新途徑，促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定發(fā)展。

1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的原理

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為一種復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又是由不同的、獨(dú)立的計(jì)算機(jī)連接的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包含通信子網(wǎng)、資源子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)3個(gè)部分。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng)以及資源子網(wǎng)內(nèi)，均包含轉(zhuǎn)接、訪問的節(jié)點(diǎn)，還涉及到一個(gè)鏈路。鏈路在通信子網(wǎng)、資源子網(wǎng)中有不同的表現(xiàn)形式，比如邏輯鏈路、物理鏈路等，本文以邏輯鏈路為例做分析，邏輯鏈路在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中是指雙絞線、同軸電纜、無線等，計(jì)算機(jī)以自身目前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸或者是資源共享。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的資源共享是指軟件、硬件、通信、數(shù)據(jù)之間的共享。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)是指在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，當(dāng)不同計(jì)算機(jī)操作使用期間，此項(xiàng)技術(shù)和每個(gè)獨(dú)立設(shè)備構(gòu)成信息交換的連接。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最普遍的數(shù)據(jù)交換就是計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信交換。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的應(yīng)用簡(jiǎn)單，不涉及到中間節(jié)點(diǎn)，雖然其優(yōu)點(diǎn)明顯，但是也存在著缺陷，就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的應(yīng)用范圍有限制，其可以單獨(dú)應(yīng)用在廣域網(wǎng)或者局域網(wǎng)內(nèi)，兩網(wǎng)之間是不能做數(shù)據(jù)交換的，為了解決這項(xiàng)問題，就要在宿站點(diǎn)之間設(shè)置節(jié)點(diǎn)，以便讓數(shù)據(jù)能到達(dá)目標(biāo)站點(diǎn)。

2. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中常見的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有以下幾種，這幾種數(shù)據(jù)交換技術(shù)滿足了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信需求。本文根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信，分析數(shù)據(jù)交換技術(shù)的分類，如下：

2.1 報(bào)文交換技術(shù)

報(bào)文交換技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸單位是報(bào)文，互聯(lián)網(wǎng)的站點(diǎn)需要向外發(fā)送數(shù)據(jù)塊，因?yàn)閿?shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度并不確定，在很大程度上存在可變性的特點(diǎn)，所以發(fā)送報(bào)文期間，站點(diǎn)就要在報(bào)文上附加目的地址的信息。互聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到報(bào)文信息以后，立即圍繞目的地址分析、解讀，這樣才能保證報(bào)文可以沒有誤差的發(fā)送到指定的位置。報(bào)文交換技術(shù)確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)信息傳輸中，報(bào)文都可以順利的完成信息交換。

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取了報(bào)文之后，迅速組織報(bào)文信息的確認(rèn)、檢查，自動(dòng)保存對(duì)應(yīng)的信息，當(dāng)路由路徑尋找到下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置以后就自動(dòng)傳送報(bào)文，整個(gè)過程中不涉及到呼叫鏈接，報(bào)文交換技術(shù)中報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)生延遲的時(shí)間，就是報(bào)文接收時(shí)間、排隊(duì)、發(fā)送過程中出現(xiàn)的時(shí)間延遲。

2.2 電路交換技術(shù)

電路交換技術(shù)在計(jì)算機(jī)信息中類似于電話系統(tǒng)，電路交換技應(yīng)用時(shí)最先要在計(jì)算機(jī)信息中構(gòu)建出物理線路，物理線路也就是在通信雙方之間構(gòu)建多個(gè)級(jí)別的轉(zhuǎn)接路徑，構(gòu)成端到端的傳輸條件，實(shí)現(xiàn)端對(duì)端的連接，在這種條件下選出可以連通并完成通信的線路。電路交換技術(shù)的連接內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的傳輸時(shí)間，傳輸延時(shí)非常少。電路交換技術(shù)中包含獨(dú)占線路，由獨(dú)占線路就可以實(shí)現(xiàn)信息有效、可靠的傳輸。目前，電路交換技術(shù)得到了較好的發(fā)展，改變了以往人工的方法，轉(zhuǎn)變?yōu)檐浗粨Q模式，也就是融合多媒體格式的交互技術(shù)，完成信息之間的相互通信。

2.3 分組交換技術(shù)

分組交換技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)中屬于比較有發(fā)展?jié)摿Φ囊活惣夹g(shù)，分組交換技術(shù)代表著未來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的發(fā)展方向。分組交換技術(shù)比報(bào)文交換技術(shù)、電路交換技術(shù)都有優(yōu)勢(shì)，其可全面的統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的信息，并且實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的重復(fù)利用，保證寬帶的運(yùn)行效率。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中，分組交換技術(shù)中通過分組網(wǎng)絡(luò)傳遞信息、交互信息。分組交換技術(shù)運(yùn)行時(shí)可以分為數(shù)據(jù)面、控制面以及管理面，這三個(gè)功能面均為有效部分。

目前，分組交換技術(shù)在CP網(wǎng)絡(luò)、以外網(wǎng)、ATM中得到了充分的應(yīng)用，此項(xiàng)技術(shù)按照連接性質(zhì)可以分為面向連接、無連接2個(gè)類型。面向連接類似于電路交換技術(shù)，構(gòu)建連接的過程中需采用交換機(jī)，利用交換機(jī)完成連接以后再實(shí)現(xiàn)資源的分配。面向連接中對(duì)于已經(jīng)分配的資源，使用邏輯標(biāo)號(hào)識(shí)別。

2.4 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換技術(shù)

綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中集成了多種業(yè)務(wù)，把多種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)集成到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，常見的業(yè)務(wù)有可視電話、語音、圖文信息等，其在ATM中得到了充分的應(yīng)用，有序完成異步傳輸工作。綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的前身就是分組交換技術(shù)，綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)最常應(yīng)用到寬帶綜合業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，此項(xiàng)技術(shù)以固定長(zhǎng)度完成數(shù)據(jù)分組，空閑的信元直接填充到信道內(nèi)，這樣才能把信道按照一致的長(zhǎng)度劃分好，要求時(shí)間段長(zhǎng)度做到一致。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換技術(shù)中引入了光纖技術(shù)，降低了傳輸通道內(nèi)的誤碼率，保證了網(wǎng)絡(luò)交換、信息傳輸?shù)乃俾?。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換技術(shù)在很大程度上減少了信息延遲的時(shí)間，加快高速數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)的發(fā)展速度。

3. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較

本文針對(duì)上文中提到的報(bào)文交換技術(shù)、電路交換技術(shù)、分組交換技術(shù)以及綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，具體如下：

3.1 報(bào)文交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：報(bào)文交換技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換技術(shù)中傳輸線路的利用率較高，傳輸過程可靠，報(bào)文交換技術(shù)具有一定的優(yōu)先權(quán)，具備優(yōu)先傳送的條件。

缺點(diǎn)：報(bào)文交換技術(shù)最大的缺點(diǎn)就是信息傳輸時(shí)耗費(fèi)的延遲時(shí)間多，不能完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的實(shí)時(shí)通信，無法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中的交互式通信。

3.2 電路交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：電路交換技術(shù)的獨(dú)占性強(qiáng)，電路交換技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)構(gòu)建線路之后，線路沒有釋放之前，連接站點(diǎn)之間不具備傳輸各類數(shù)據(jù)完成交換的條件時(shí)，整個(gè)數(shù)據(jù)交換的連接線路中也不會(huì)與其他站點(diǎn)共享資源。電路交換技術(shù)的實(shí)時(shí)性強(qiáng)，線路構(gòu)建成功以后，整條線路會(huì)以最快的速度傳輸數(shù)據(jù)，線路中可能會(huì)偶爾出現(xiàn)傳輸時(shí)滯的情況，實(shí)際上是非常穩(wěn)定的，基本不會(huì)出現(xiàn)其他類型的時(shí)滯問題。

缺點(diǎn)：電路交換技術(shù)中對(duì)電路的利用率低，主要就是因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)的獨(dú)占性較強(qiáng)，所以就會(huì)降低電路的利用率。除此以外，網(wǎng)絡(luò)利用率低也是不能忽視的，電路交換技術(shù)中電路接續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，其在網(wǎng)絡(luò)中很難有效運(yùn)用，無法對(duì)不同速率、不同協(xié)議、不同格式的用戶進(jìn)行直接的連接。

3.3 分組交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：分組交互技術(shù)的兼容性強(qiáng)，線路利用率高，分組交互技術(shù)與統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用技術(shù)結(jié)合起來，讓一條電路轉(zhuǎn)化為多條虛電路，為多個(gè)用戶提供通信的條件。

缺點(diǎn)：分組交互技術(shù)中采用了動(dòng)態(tài)分配信道，這項(xiàng)技術(shù)的缺點(diǎn)是其時(shí)延長(zhǎng)，主要在數(shù)據(jù)收發(fā)兩端存在時(shí)延，無法做到實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)交換。

3.4 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換技術(shù)基本解決了上述三種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的缺陷，其為一種新型的技術(shù)，主要就是應(yīng)用到寬帶業(yè)務(wù)、數(shù)字業(yè)務(wù)內(nèi)。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換技術(shù)的通信效率高，目標(biāo)性強(qiáng)，支持計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)操作。

缺點(diǎn)：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換技術(shù)為新技術(shù)，其待開發(fā)的業(yè)務(wù)比較多。

4. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的發(fā)展

互聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)下社會(huì)中的發(fā)展速度極快，人們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的需求也逐漸增大。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)朝向大容量、高速率的方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)得到了很好的發(fā)展機(jī)會(huì)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)可以滿足用戶對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的需求，由此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)中也規(guī)劃了發(fā)展的方向。

4.1 量變發(fā)展

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)朝向量變方向發(fā)展，也就是朝向高速的方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換中逐漸由現(xiàn)行的千兆朝向萬兆的方向發(fā)展，注重提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的速度。

4.2 質(zhì)變發(fā)展

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的質(zhì)變發(fā)展中已經(jīng)開始研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第七層應(yīng)用層交換技術(shù)的應(yīng)用，目的就是推進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的深度發(fā)展，有效使用寬帶資源，利用數(shù)據(jù)交換技術(shù)強(qiáng)化互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用，提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在用戶群體中的服務(wù)質(zhì)量，促使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入智能化時(shí)代。

綜上所述，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)發(fā)展中，不論是量變發(fā)展，還是質(zhì)變發(fā)展，都是不能忽視的發(fā)展方向，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)是未來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展重點(diǎn)，由此說明數(shù)據(jù)交換技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的重要性。

5. 結(jié)語

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中包含著海量的信息，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息豐富、多樣，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要有優(yōu)質(zhì)的通信環(huán)境，才能提高信息的流通效率。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)是不可缺少的技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)滿足人們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的需求。本文中分析了數(shù)據(jù)交換技術(shù)的運(yùn)用原理以及其在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的分類，同時(shí)比較了這幾項(xiàng)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，完善計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)體現(xiàn)出數(shù)據(jù)交換技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中應(yīng)提高對(duì)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的重視度，這樣才能確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的高效性。