基于計算機網(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)

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

計算機；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程中，計算機、網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為不可或缺的一部分，與社會發(fā)展、工業(yè)水平等有著極大聯(lián)系，給計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)不斷發(fā)展帶來更多機遇。因此，不斷提高計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的性能，加大研發(fā)力度，才能真正提高計算機網(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)展對計算機網(wǎng)絡(luò)的運行需求。

1.線路交換技術(shù)的相關(guān)分析

根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)的運行情況來看，線路交換指的是在網(wǎng)絡(luò)的接點處設(shè)立一個專門連接兩個站點的通信線路，以實現(xiàn)兩個站點的有效聯(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)，通過物理連接的方式保持兩個站點的通信交換，并且，這種連接方式是安裝結(jié)點建線路的連接序列來完成，在每一條線路上都有一個專門用于連接的通道。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)主要包括如下三個部分：

1.1 線路的構(gòu)建

在有效傳輸各種數(shù)據(jù)的過程中，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站點發(fā)出一個請求到結(jié)點6處（某個電話連接點），強求與電話系統(tǒng)B站點建立一個有效的連接。一般情況下，采用的方法是：從電話系統(tǒng)的A站點到結(jié)點6的線路有一條專用的線路，因此，這一部門的連接是有效的，需要結(jié)點6在通向結(jié)點8（另一個電話連接點）的情況下尋找一個合適的支路，以通過這種方式選擇有用的信息。同時，在結(jié)點6選擇結(jié)點7的線路上設(shè)置一個沒有用過的通道，并發(fā)送一個請求到站點電話系統(tǒng)的B處，則可以有效構(gòu)建一個經(jīng)過站點電話系統(tǒng)、結(jié)點6、結(jié)點7（第三個電話連接點）的專用通道。在社會不斷發(fā)展的情況下，與結(jié)點6連接的站點可能有很多個，因此，需要注重多個站點到多個站點的內(nèi)部通道的構(gòu)建，才能真正滿足更多站點連接的需求，最終在對各個站點進行準(zhǔn)確測試的基礎(chǔ)上，確保各個站點的順利連接。

1.2 數(shù)據(jù)的有效傳送

在利用網(wǎng)絡(luò)將信號有效從站點A傳送到站點B的過程中，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A到結(jié)點6的線路通常會在結(jié)點6內(nèi)部進行交換，并從結(jié)點6到結(jié)點7的通道經(jīng)過結(jié)點7的內(nèi)部通道進行交換，接著從結(jié)點7到結(jié)點8的通道有結(jié)點8的內(nèi)部通道完成交換，最終實現(xiàn)結(jié)點6和站點B的有效連接。在實際運行過程中，這種線路是雙向的，可以同時從兩個方向進行數(shù)據(jù)的有效傳輸。

1.3 線路的合理拆除

在進行數(shù)據(jù)的傳送時，一旦周期結(jié)束就需要進行線路的合理拆除，以結(jié)束兩個站點之間的連接。一般這種操作是由兩個站點中的其中一個來完成，以在將網(wǎng)絡(luò)信號順利傳播到結(jié)點6、7、8以后，實現(xiàn)相關(guān)專用資源的釋放和利用。通常在數(shù)據(jù)傳輸開始以前，需要合理構(gòu)建連接通路，并保證每對結(jié)點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，如果沒有數(shù)據(jù)進行傳輸，其他人也不可以使用，雖然聲音的連接效率更高一些，但也無法達到百分之百。通常情況下，與計算機相連的終端，很多情況下通道容量是足夠的，而在進行數(shù)據(jù)傳送時會有一定延遲，但不會對數(shù)據(jù)的完整性和可靠性帶來影響。

2.報文交換技術(shù)的相關(guān)分析

在實踐過程中，計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸如果選擇報文交換技術(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文上，并從一個結(jié)點向著下一個結(jié)點傳送白問，并且，每個結(jié)點都可以進行報文的接收、儲存等，最終發(fā)送到與目的地相關(guān)的結(jié)點處。在進行線路交換的網(wǎng)絡(luò)中，每個結(jié)點都是由一個機電結(jié)合或電子設(shè)備來構(gòu)成，其運行方式是二進制方式，因此，接收和發(fā)送各種數(shù)據(jù)的效率是一樣的。目前，報文交換的結(jié)點一般是一臺比較小型的計算機，有著較大儲存容量，可以完成報文的緩沖，而報文在每個結(jié)點所需延遲的時間，則是其接收報文需要花費的時間與等待時機將其重新傳送到下一個結(jié)點所延遲的時間。

與線路交換技術(shù)相比，報文交換技術(shù)的合理應(yīng)用，具有如下幾個方面的優(yōu)勢：一是，線路效率更高。在很多情況下，報文交換方式可以實現(xiàn)一條結(jié)點到結(jié)點的通道的共享，并且，在接收和傳送相同的通信量的時候，報文交換技術(shù)的傳輸能力更強；二是，可以在沒有接收器、發(fā)送器的情況下進行數(shù)據(jù)傳輸，而網(wǎng)絡(luò)可以在有接收器之前對這個報文進行暫時儲存；三是，在報文交換網(wǎng)絡(luò)中，通信量如果增多，不會給報文接收帶來影響，僅僅是增強報文的傳送延遲；四是，在報文交換網(wǎng)絡(luò)中，一個報文可以被發(fā)送到很多個地方，比線路交換技術(shù)的性能更強大；五是，在計算機網(wǎng)絡(luò)的正常運行中，報文交換可以實現(xiàn)代碼和速度的有效轉(zhuǎn)換，從而優(yōu)先建立報文。一般情況下，每個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)點相連接，從而使傳輸率不一樣的兩個站也能連接到一起；六是，報文交換網(wǎng)絡(luò)下，數(shù)據(jù)的格式可以很輕易的進行轉(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文能被及時截獲，并有效儲存或重新發(fā)送到另一個終端上。另外，報文交換網(wǎng)絡(luò)有著無法蠻子交互式通信、實時通信等缺點，并且，網(wǎng)絡(luò)延遲的時間比較長，從而無法實現(xiàn)聲音連接、交互式終端與計算機之間連接。

3.分組交換技術(shù)的相關(guān)分析

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

通常在進行分組的傳輸時，其主要組成是目的地的地址、數(shù)據(jù)等，如從站點A相結(jié)點6進行這個分組的發(fā)送，結(jié)點6可以將其暫存，并將其發(fā)送到結(jié)點7處，接著再由結(jié)點7將其發(fā)送到結(jié)點8出，最終實現(xiàn)分組被傳送到站點B的真正目的。因此，與報文交換技術(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相關(guān)措施進行糾正。在實踐過程中，對數(shù)據(jù)單位傳送的最大長度進行限制，確保其在比較小的范圍內(nèi)，對于提高計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的性能有著極大影響。

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

與數(shù)據(jù)報相比，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A處有一個或者幾個報文需要發(fā)送到站點B處，則需要提前發(fā)送一個呼叫，提出分組到結(jié)點6的請求，以及到站點E的一條連接。一般情況下，到結(jié)點7和后面所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂降氖墙Y(jié)點6，而結(jié)點7會決定結(jié)點8和后面所有數(shù)據(jù)的傳輸路徑，因此，在結(jié)點8將呼叫傳送到站點E之后，如果站點E決定接受上述連接，則需發(fā)送一個呼叫按原來返回到站點A。由此可見，站點A和站點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，才能在證券識別虛電路標(biāo)識符的基礎(chǔ)上，實現(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)在計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換中的應(yīng)用，可以真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)、音頻、視頻、圖文等的傳輸，從而實現(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)、時分光交換技術(shù)三個部分，而在實際應(yīng)用中需要綜合運用這三種技術(shù)，才能提高計算機網(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，其一般是一個長度比較固定的分組，由信息域和信元頭共同組成，其中，信元的長度是五十三各字節(jié)，信元頭為五個字節(jié)，信息域為四十八個字節(jié)，對于保障計算機網(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邏輯號來標(biāo)識。隨著經(jīng)濟全球化發(fā)展趨勢的不斷加劇，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，不僅可以使計算機網(wǎng)絡(luò)的運行速度得到較大提高，還能促進異步轉(zhuǎn)移模式高速數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)更廣泛的發(fā)展，對于推動我國計算機事業(yè)、通信事業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要影響。

5.結(jié)束語

綜上所述，在綜合業(yè)務(wù)技術(shù)不斷完善的過程中，各種數(shù)據(jù)交換技術(shù)逐步變得更加成熟和可靠，不僅可以提高計算機網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性、安全性，還能確保計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，是當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用應(yīng)高度重視的問題。因此，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)運行環(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，還能實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的全面管理，對于推動計算機網(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，研究方向為計算機應(yīng)用。