淺談資料交換技術在網路中的應用論文

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1.概述

淺談資料交換技術在網路中的應用論文

在資料通訊系統中,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線,而是要經過通訊網的接續過程來建立連線的時候,那麼兩端系統之間的傳輸通路就是通過通訊網路中若干節點轉接而成的所謂"交換線路"。在一種任意拓撲的資料通訊網路中,通過網路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資料通路的技術,就稱為資料交換技術。

資料交換是建立在通訊子網實現的資料訊號傳輸的基礎上,它是資源子網中各個通訊節點完成各種網路功能的基礎。交換的資料可能是實時產生的,也可能是預先準備好的靜態資料。我們認為網路的本質功能就是資料交換。

2.資料交換技術型別及在網路系統的應用

資料交換技術有以下幾類,分別是:電路交換技術,儲存轉發交換技術(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於電話網和早期網路;儲存轉發交換技術用於多種網路形態,是目前使用較廣的一種資料交換技術;信元交換技術使用於現代ATM網路系統。

2.1電路交換技術

電路交換技術又稱線路交換技術,是最古老的一種資料交換技術。它是在資料傳輸和交換之前建立一條實際的物理電路,通訊雙方節點與通訊子網中的一系列中間交換節點之間的一系列連線序列共同組成。這是一種典型的面向連線的通訊模式,通訊雙方一旦建立連線以後就"獨佔使用"整條線路,直至通訊結束。

特點:在資料傳送開始之前必須先設定一條專用的通路。線上路釋放之前,該通路由一對使用者完全佔用。對於猝發式的通訊,電路交換效率不高。

電路交換技術的優缺點

1)優點:資料傳輸可靠、迅速,資料不會丟失且保持原來的序列。

2)缺點:在某些情況下,電路空閒時的通道容易被浪費:在短時間資料傳輸時電路建立和拆除所用的時間得不償失。因此,它適用於系統間要求高質量的大量資料傳輸的`情況。

2.2儲存轉發交換技術

儲存轉發交換技術是現在運用得最為廣泛的一種資料交換技術,通訊雙方在通訊前不再建立獨佔使用的物理連線,而是在通訊過程中動態建立資料傳輸通道;交換節點也不再是簡單的開關,而是具有複雜資料處理能力的通訊控制處理機;通訊控制處理機在儲存資料的基礎上還可以實現包括差錯檢測、資料型別轉換、資料傳輸速率變換等的功能,提高系統的通訊效率和靈活性。

在儲存轉發交換網路中,資料在傳輸的過程中要通過中間節點進行動態路由選擇,在所傳輸的資料中加入必要的控制資訊。控制資訊裡包含雙方的網路地址,一方面使得資料得以正確傳輸,另一方面在出現差錯時,能夠告知傳送發進行資料重傳。

在電路交換系統中,通訊量較大時容易導致連線無法建立或有堵塞情形出現,使得某通訊過程無法建立成功。在一次通訊過程中所需要交換的所有資料,加上必要的通訊控制資訊共同組成一次通訊過程實際轉換和交換的資料包,這樣的資料包稱為報文。一個報文的所有分組均被正確接收後,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,這樣有利於提高資料傳輸的效率和資料的安全性。

由此,儲存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

當報文交換技術用於通訊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訊雙方不在同一物理網路時,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線的作用,其還具有儲存和處理資料的能力。

(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資料,並加上一定的控制資訊後及報文號,組建出一個個分組後,以分組為單位進行傳輸的一種資料交換模式。分組交換技術中為避免造成網路堵塞,採用了一定的流量控制機制。可是由於通訊過程中要加入一些通訊控制資料,因此會造成許多重複的額外的開銷;

分組交換技術根據實現機制的不同分為:資料報交換技術和虛電路交換技術。

(1)資料報交換技術

資料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資料包時分組,而後者傳輸的是整個報文。這是一種"無連線"的資料交換技術,它在資料傳輸的過程中具一定的路由演算法動態選擇資料報的傳輸路徑,且這是一種無序傳輸。

(2)虛電路交換技術

虛電路交換技術與資料報交換技術不同,它是一種面向連線的交換技術。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資料,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線,每個節點可以和任何節點建立多條虛電路連線。資料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演算法選擇通訊路徑,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訊過程的所有分組只需進行一次路由選擇即可。顯然,按資料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。它適用於互動式通訊,如終端與主機通訊。分組交換有虛電路分組交換和資料報分組交換兩種。它是計算機網路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,為了進行資料傳輸,網路的源節點和目的節點之間要先建一條邏輯通路。每個分組除了包含資料之外還包含一個虛電路識別符號。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裡去,不再需要路由選擇判定。最後,由某一個站用清除請求分組來結束這次連線。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

在資料傳送之前必須通過虛呼叫設定一條虛電路。但並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衝,並在線路上進行排隊等待輸出。

3.總結

隨著網路時代的到來,資料通訊技術發展得越來越興盛,資料交換技術也隨之發展以適應當前形勢。瞭解了上述資料交換技術後,我們看到了這項技術的發展與進步,也從中瞭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,到儲存轉發交換技術,再到信元交換技術;從面向連線、獨佔使用通道的系統到無連線,非獨佔使用,並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,它對資料的種類,資料傳輸型別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。資訊時代的到來引發了一場通訊上的革命,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路建立得更為完善。