淺談數據交換技術在網絡中的應用論文
1.概述
在數據通信系統中，當終端與計算機之間，或者計算機與計算機之間不是直通專線連接，而是要經過通信網的接續過程來建立連接的時候，那么兩端系統之間的傳輸通路就是通過通信網絡中若干節點轉接而成的所謂"交換線路"。在一種任意拓撲的數據通信網絡中，通過網絡節點的某種轉接方式來實現從任一端系統到另一端系統之間接通數據通路的技術，就稱為數據交換技術。
數據交換是建立在通信子網實現的數據信號傳輸的基礎上，它是資源子網中各個通信節點完成各種網絡功能的基礎。交換的數據可能是實時產生的，也可能是預先準備好的靜態數據。我們認為網絡的本質功能就是數據交換。
2.數據交換技術類型及在網絡系統的應用
數據交換技術有以下幾類，分別是：電路交換技術，存儲轉發交換技術（報文交換）以及信元交換技術（分組交換）。其中電路交換技術適用于電話網和早期網絡；存儲轉發交換技術用于多種網絡形態，是目前使用較廣的一種數據交換技術；信元交換技術使用于現代ATM網絡系統。
2.1電路交換技術
電路交換技術又稱線路交換技術，是最古老的一種數據交換技術。它是在數據傳輸和交換之前建立一條實際的物理電路，通信雙方節點與通信子網中的一系列中間交換節點之間的一系列連接序列共同組成。這是一種典型的面向連接的通信模式，通信雙方一旦建立連接以后就"獨占使用"整條線路，直至通信結束。
特點：在數據傳送開始之前必須先設置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對用戶完全占用。對于猝發式的通信，電路交換效率不高。
電路交換技術的優缺點
1)優點：數據傳輸可靠、迅速，數據不會丟失且保持原來的序列。
2)缺點：在某些情況下，電路空閑時的信道容易被浪費：在短時間數據傳輸時電路建立和拆除所用的時間得不償失。因此，它適用于系統間要求高質量的大量數據傳輸的情況。
2.2存儲轉發交換技術
存儲轉發交換技術是現在運用得最為廣泛的一種數據交換技術，通信雙方在通信前不再建立獨占使用的物理連接，而是在通信過程中動態建立數據傳輸通道；交換節點也不再是簡單的開關，而是具有復雜數據處理能力的通信控制處理機；通信控制處理機在存儲數據的基礎上還可以實現包括差錯檢測、數據類型轉換、數據傳輸速率變換等的功能，提高系統的通信效率和靈活性。
在存儲轉發交換網絡中，數據在傳輸的過程中要通過中間節點進行動態路由選擇，在所傳輸的數據中加入必要的控制信息。控制信息里包含雙方的網絡地址，一方面使得數據得以正確傳輸，另一方面在出現差錯時，能夠告知發送發進行數據重傳。
在電路交換系統中，通信量較大時容易導致連接無法建立或有堵塞情形出現，使得某通信過程無法建立成功。在一次通信過程中所需要交換的所有數據，加上必要的通信控制信息共同組成一次通信過程實際轉換和交換的數據包，這樣的數據包稱為報文。一個報文的所有分組均被正確接收后，在信宿處完成組裝工作，中間交換節點只處理單個分組，不進行組裝，這樣有利于提高數據傳輸的效率和數據的安全性。
由此，存儲轉發交換技術又分為報文交換技術和分組交換技術。
（1）報文交換技術
當報文交換技術用于通信雙方為相鄰接點的情形，信源直接將報文投遞給信宿。
當報文交換技術的通信雙方不在同一物理網絡時，則將準備好的報文經由一定的路由選擇機制通過中間節點傳給接收方。此時，中間節點不再只是起連接的作用，其還具有存儲和處理數據的能力。
（2）分組交換技術
分組交換技術是分割一個報文中有效載荷數據，并加上一定的控制信息后及報文號，組建出一個個分組后，以分組為單位進行傳輸的一種數據交換模式。分組交換技術中為避免造成網絡堵塞，采用了一定的流量控制機制。可是由于通信過程中要加入一些通信控制數據，因此會造成許多重復的額外的開銷；
分組交換技術根據實現機制的不同分為：數據報交換技術和虛電路交換技術。
（1）數據報交換技術
數據報交換技術和報文交換技術相似，不同的是前者每次傳輸的數據包時分組，而后者傳輸的是整個報文。這是一種"無連接"的數據交換技術，它在數據傳輸的過程中具一定的路由算法動態選擇數據報的傳輸路徑，且這是一種無序傳輸。
（2）虛電路交換技術
虛電路交換技術與數據報交換技術不同，它是一種面向連接的交換技術。分組通過建立的這一專用通道進行有序傳輸，因此每個分組中不再包含控制數據，降低了輔助開銷。
虛電路交換技術是一種可靠性較強，系統效率高的交換技術。其是在工作過程中建立專用的邏輯連接，每個節點可以和任何節點建立多條虛電路連接。數據報交換技術和虛電路交換技術中的分組都需根據一定的路由算法選擇通信路徑，但前者的每一個分組都要單獨尋找路由，而虛電路交換技術中一次通信過程的所有分組只需進行一次路由選擇即可。顯然，按數據報方式工作的路由計算要比按虛電路方式頻繁。
2.3分組交換的工作原理
分組交換是報文交換的一種改進，它提高了交換速度。它適用于交互式通信，如終端與主機通信。分組交換有虛電路分組交換和數據報分組交換兩種。它是計算機網絡中使用最廣泛的一種交換技術。
虛電路分組交換原理與特點
在虛電路分組交換中，為了進行數據傳輸，網絡的源節點和目的節點之間要先建一條邏輯通路。每個分組除了包含數據之外還包含一個虛電路標識符。在預先建好的路徑上的每個節點都知道把這些分組引導到哪里去，不再需要路由選擇判定。最后，由某一個站用清除請求分組來結束這次連接。它之所以是"虛"的，是因為這條電路不是專用的。
虛電路分組交換的主要特點是
在數據傳送之前必須通過虛呼叫設置一條虛電路。但并不像電路交換那樣有一條專用通路，分組在每個節點上仍然需要緩沖，并在線路上進行排隊等待輸出。
3.總結
隨著網絡時代的到來，數據通信技術發展得越來越興盛，數據交換技術也隨之發展以適應當前形勢。了解了上述數據交換技術后，我們看到了這項技術的發展與進步，也從中了解到了有關這項技術的具體工作原理。從最初的電路交換技術，到存儲轉發交換技術，再到信元交換技術；從面向連接、獨占使用信道的系統到無連接，非獨占使用，并加上路由選擇等功能的系統。
近些年發展起來的信元交換技術也是在人民生活水平不斷提高的基礎上發展起來的，它對數據的種類，數據傳輸類型和方式都做了一些改進，使得系統效率更高，更能滿足人們的需求。信息時代的到來引發了一場通信上的革命，好的技術我們會繼續使用，但在傳統的基礎上也要不斷創新，這樣，我們才能將整個計算機網絡建立得更為完善。
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