数据交换技术

你可以永远相信功夫熊猫

于 2024-01-17 15:10:05 发布

阅读量1k

点赞数 16

文章标签：网络

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_60174400/article/details/135649095

版权

信息在网络中在网络中经过一系列交换结点，从一条线路转换到另一条线路，最后到达目的地。交换结点转发信息的方式称为交换方式。数据交换技术主要有电路交换、报文交换以及分组交换三种。

电路交换

电路交换是最原始的数据交换方式，交换信息的用户之间在需要通信前，建立一条物理连接，通过直接连接双方进行数据交换，它也是一种静态的时分复用，通过预分配带宽资源，这样通信过程中就不需要等待了。

两个结点开始正式通信之前，在源点和目的结点之间建立一条专用的通路用于数据传送。包括建立连接、数据传输以及释放连接三个阶段。在整个数据传输期间一直独占线路，通信结束后释放已建立的通信连接。

它的优势在于其通信实用性强，适用于实时通信（如电话）；而缺点在于对突发性通信弱（因需要首先建立物理连接），整个数据交换系统的效率低，也不具有数据存储的能力，难以进行拥塞控制，也无法进行差错控制。

电路交换网只要有两种：公共交换电话网和综合业务数字网。

公共交换电话网（Public Switch Telephone Network，PSTN）是以模拟技术为基础的电路交换网络。通过该PSTN可以实现网络互联，但PSTN以模拟技术为基础，为接入设备提供模拟信道。当计算机等数字设备通过PSTN连接时，需要在两端使用调制解调器实现数字信号和模拟信号之间的转换。利用PSTN的数字数据传输效率低，不能提供流量控制、差错控制等，因此传输质量较差。公共交换电话网只用于通信速率要求不高的场合，而且中间没有存储转发功能。由于PSTN分布范围广，因此是早起家庭用户和要求不高的小型网络接入互联网的方案。

综合业务数字网（Integrated Services Digital Network，ISDN）是一个数字电话网络国际标准，是一种典型的电路交换网络系统。它的目的是应用单一网络向公众提供多种不同的业务，不仅可以提供语音业务，而且可以提供数据、图像和传真等非语音业务。

报文交换

报文交换是分组交换的前身，每一个结点接收整个报文，检查目标结点地址，然后根据网络情况转发到下一个结点。经过多次的“存储——转发”，最后到达目标，其中的交换节点要有足够大的存储空间（一般是磁盘），用以缓冲收到的报文。

报文交换中，结点的存储转发需要一定的时延，报文交换是无连接的，报文的大小是不固定的，如果在传输中出现差错，需要对整个报文进行重传。电报通信是报文交换应用的例子。电报通信中，一份份电报被接收下来，并穿成纸带。操作员以每份报文为单位，撕下纸带，根据报文的目的站地址拿到相应的发报机转发出去。这种报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。分组交换和报文交换均为存储转发技术。

报文交换的优点如下：

相比电路交换来说，更加灵活，不需要事先建立连接之后再进行通信，用户可以随时发送。
通信双方不是固定占有一条通信通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。
可使不同类型的终端设备之间相互进行通信。

报文交换的缺点如下：

当每个报文的数据量较大时，在结点处存储及转发时延较大。
要求转发设备具有高速处理的能力，且缓冲存储器容量大。

分组交换

电路交换是一种较早的交换技术，现在计算机网络通信基本不采用电路交换，而采用分组交换技术。分组交换在通信之前不需要建立连接，也不需要预先分配带宽资源。

分组交换将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段，在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部，没有带有首部的数据段就构成一个分组。首部指明该分组发送的地址，当网络设备收到分组之后，将根据首部中的地址信息分组转发到目的地，这个过程就是分组交换。能够进行分组交换的通信网被称为分组交换网。

分组交换的本质是存储转发，它将接收的分组暂时存储下来，在目的方向路由上排队，当它可以发送信息时，再将信息发送到相应的路由上进行转发。其存储转发的过程就是分组交换的过程。

分组交换过程如下：

在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。
在每一个数据段前面添加首部构成分组。
分组交换网中的结点网络设备根据收到的分组首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点网络设备，每个分组在网络中独立选择传输路径，以存储转发的方式依次把各分组发送到接收端。
最后，接收端接收到分组后剥去首部还原成原始报文。

分组交换的优点如下：