1、计算机网络中的通信数据交换技术探讨摘要：随着网络宽带技术的不断发展, 大容量和高速度的新型数据传输交换技术越来越成功的运用到了现代信息传输技术发展中, 并成为了一项重要的阶段性技术, 这极大地促进了数据交换技术的进一步发展。文中就计算机网络中的数据通讯及交换技术展开探讨, 介绍了几种交换技术的应用和优缺点, 最后对几种新型的数据交换技术做了简要分析。 关键词：计算机网络 通信数据 交换技术 中图分类号：TP393 文献标识码： A 前言 数据通信交换技术是指网络中各台计算机之间或者是计算机与计算机网络设备之间进行数据通信时的信息交换技术。简单的数据通信就是两台计算机之间或者计算机与计算机网络设
2、备(如打印机等)之间链路上的通信，这种通信不存在中间节点，实现起来简单，但是在全球网络中或者是广域网、局域网内不能通过这种简单的全连接来实现信息传递的交换方法，通常在源、宿站点之间多个节点，确保网络中的某条链路出现故障或遭受破坏时能够自动在节点之间找到合适的路径，使得通信基本不受影响。因此，数据通信交换技术的基本原理是通过某种交换方法，从源站点发出的信息经过多个节点或者网络设备后到达目标站点。 一、常见的数据通信交换技术 不同的站点之间需要进行通信数据交换实现信息的传递,是在对应节点之间在计算机网络数据信息传输过程中进行数据信息交换。传统数据交换基本技术有三种,即电路交换、报文交换及分组交换,
3、在此基础上另外还有两种较为常见数据交换模式:帧中继技术和 ATM 异步传输模式。 1 电路交换 电路交换过程一般包括连接建立、线路占用和连接拆除三个阶段。在通信之前需要先将线路连接起来:从起源站点向其中某个目标站点发送响应请求,目的是将通信双方之间建立一条独占的通道,以实现数据的传输。在请求发出之后,会通过其间多个中间节点一直传递到目标站点,在传递的过程中,优先分配相较于空闲的物理线路,某一主叫节点呼叫另一被叫节点发出连接请求,接着再传递到下一个节点,整个过程就是这样以此类推持续进行。其次线路占用:即数据传输交换阶段,基于已经建立好的物理线路的基础上,进行站点与站点之间数据传输交换任务。再次连
4、接拆除:在起源站点和目标站点实现成功连接,并完成两点之间的数据传输任务之后,需要将建立的这条线路进行拆除,即将线路进行释放,让线路资源回归到新的响应中。电路交换具有很多优点,比如线路专用、数据直达,在两个站点之间线路建立之后和线路释放的这段时间内,整条线路不会再进行任何数据的传输交换,也不会与其它站点进行资源的共享,专线专用。实时性也很强,线路一旦建立之后,通信双方所有资源,包括线路资源在内,均用于本次数据传输通信,此时除了偶尔会出现传输时延情况之外,不会出现其他形式的时延故障,完成线路交换的交换设备及控制十分简单,既适用于传输模拟信号,也适用于传输数字信号。但电路交换也存在一些缺点,比如电路
5、交换的平均连接建立时间对计算机通信来说费时长。电路交换连接建立后,物理通路被通信双方独占,即使通信线路空闲,也不能供其他用户使用,因而信道利用低。电路交换时,数据直达,不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信,也难以在通信过程中进行差错控制。 2 报文交换 报文交换是将数据信息封装成报文,每个报文中包含有控制信息和目的地址,网络中的各交换节点以存储和转发的方式进行数据交换。报文交换交换方式的数据传输单位是报文,报文就是站点一次性发送的数据块,其长度没有限制并且可变。当一个站点想要发送报文时,应附加一个目的地址到该报文上,网络节点会按照报文上目的地址,利用路由信息找出下一个节点地址,把
6、报文发送给下一个节点。因此,端与端之间无需先通过呼叫建立连接。 报文交换优点是信道的利用率较高、承载量大;报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地;报文交换网络可以进行速度和代码的转换。其缺点主要是不能满足实时或交互式的通信要求;报文传输延迟较长;节点收到过多的数据而无法存储时,造成报文丢失;设备费用高。 3 分组交换 分组交换原理:分组的封装是分组终端把要发送的数据信息分割成若干个用户数据段,每个数据段在送往下一个交换节点时,附加上源地址、目的地址、用户数据段编号、差错控制信息。分组的传输是交换节点选择一个最佳的路由,把分组经一个或几个交换节点,送到收端。收端从分组中提取用户数据段,再把它
7、们按照顺序恢复成原有的数据信息。 分组交换主要优点是速度快、传输质量和效率高、可靠性高、转发时延短、经济性好、能够实现不同类型终端的之间的相互通信、分组交换网能和其他通信网互联。主要不足是实现技术难度大。 4 帧中继技术(FrameRelay) 帧中继协议是一种简化的 X.25 广域网协议,帧中继协议是一种统计复用的协议,它在单一物理传输线路上能够提供多条虚电路。每条虚电路用数据链路连接标识来标识,DLCI 只在本地接口和与之直接相连的对端接口有效,不具有全局有效性,即在帧中继网络中,不同的物理接口上相同的DLCI 并不表示是同一个虚电路。帧中继技术主要优点是以光纤作为传输媒体,传输质量高,误
8、码率低,网络吞吐量大,网络资源利用率高。主要缺点是帧中继不适合传输实时信息,对传输线路质量和终端智能化程度要求都高。 5ATM 异步传输模式 ATM 异步传输模式是用作宽带综合业务数字网的复用、传输和交换模式。ATM 综合了分组交换的高效率和电路交换的高速度的优点,采用面向连接的快速分组交换技术。ATM 信元的长度是固定的,即 53 个字节。其中5 个字节是信头,48 个字节是信息段。信头包含各种控制信息,主要是信元的目的地址,维护信息,优先级,信头的纠错码。信息段包含用户数据。ATM 交换特点:基于统计时分复用;采用面向连接的工作方式;信元长度固定;信头简化,以减少处理开销。 二、计算机网络
9、数据交换技术的最新发展与应用情况 由于交换技术又分为了电传输和交换阶段、光传输和电交换阶段、光传输和交换阶段三个阶段；电传输和交换阶段是传统通信网络阶段，光传输和点交换阶段是以光纤为传输介质，以光信号在物理通道上传输，则必须按照光电和电光的转化装置。光传输和交换只有在传输终端表现为电信号，而随着商业化的加深，光路交换和光包交换一些新交换技术也陆续出现。 随着光纤技术的快速发展，光纤传输得到了极大的普及。以Internet 为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构，交换技术的发展得到了很好的新契机。另外，随着信息的膨胀，越来越多人的日常生活与网络联系更为紧密，直接导致人类社会对
10、网络业务需求急剧的增长，并且对网络也提出了更高的要求，网络数据交换所承载的内容也越来越丰富，对交换技术的要求也越来越高。下一代网络应是- 个能够屏蔽底层通信基础设施多样性，并能提供一个统一开放的、可伸缩的、安全稳定和高性能的融合服务平台，能够支持快速灵活地开发、集成、定制和部署新的网络业务系统。 结束语 计算机网络数据交换技术，对于人类信息获取和信息的传输工作提供了可靠的保障，促进了社会经济的快速发展。在日常研究和探索过程中，应该积极构建统一高效的信息传输网络，促进网络资源的无缝连接，实现安全、高效的多样性综合网络目标。 参考文献 1 党燕.计算机网络中数据通讯及交换技术浅析J. 长江大学学报(自然科学版)理工卷. 2010(01) 2 李明.浅谈计算机数据通信J. 科技信息(科学教研). 2008(25) 3 陈德发,王诗静.浅析计算机网络数字数据通信技术J. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(05) 4 兴涛.浅谈计算机网络数据交换技术的发展J. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(11)
