淺析計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)

李 媛，李 剛，劉宏宇，陳周天

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司黑龍江分公司，哈爾濱 150000）

互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今世界最重要的通信技術(shù)和方式，引領(lǐng)了世界范圍的信息化革命，而互聯(lián)網(wǎng)得以實現(xiàn)最基本的技術(shù)之一就是數(shù)據(jù)交換技術(shù)。通過數(shù)據(jù)交換技術(shù)的有效應(yīng)用，多個計算機之間才能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的有效通信，資源共享和信息傳遞才成為一種可能。數(shù)據(jù)交換就是對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)的方式，是數(shù)據(jù)流動的渠道。在線路固定的情況下，數(shù)據(jù)交換促進了計算機訪問的高效率和高質(zhì)量。先進的數(shù)據(jù)交換技術(shù)讓數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)了大容量和即時性，提高通信總體效果。

1 目前采用的數(shù)據(jù)通信交換方式

計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，其實質(zhì)就是對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)接，計算機網(wǎng)絡(luò)之所以能夠完成數(shù)據(jù)通信功能，數(shù)據(jù)交換是最基本的技術(shù)。具體來說，數(shù)據(jù)交換就是依據(jù)某確定的方式對網(wǎng)絡(luò)線路中的各種數(shù)據(jù)信息進行有效的分配。在整個數(shù)據(jù)交換的過程中，該技術(shù)涵蓋了對線路、分組、報文等方面數(shù)據(jù)的交換。具體來說，對這三種交換方式系統(tǒng)分析如下：

（1）線路通信數(shù)據(jù)交換

線路通信交換，也可以稱其為專線通信，實現(xiàn)的過程就是要為任意登錄入網(wǎng)的用戶提供臨時性質(zhì)的一條物理傳輸數(shù)據(jù)信道，該信道專門用于用戶登錄使用。其數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn)機制，是通過網(wǎng)絡(luò)通路內(nèi)的各相應(yīng)節(jié)點空間上實現(xiàn)信道的有效接續(xù)，可以確保載有信息內(nèi)容的電流信號被接收。該物理信道被專門用于確定計算機設(shè)備的信息的接收和傳輸，不可以給別的計算機使用。

（2）分組通信數(shù)據(jù)交換

對于分組通信數(shù)據(jù)交換來說，也可以稱為包交換，其最主要的功能就是把用戶提交到網(wǎng)絡(luò)上的各種數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)長度進行分割，形成很多長度一致的數(shù)據(jù)包，這一過程稱作數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)打包。在實際完成過程中，要對每個數(shù)據(jù)包之前添加分組標(biāo)志，其中包含了目標(biāo)地址的內(nèi)容，之后，分組數(shù)據(jù)交換機會按照這些地址信息標(biāo)志將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。

（3）報文通信數(shù)據(jù)交換

報文交換也可以稱作信息交換，是把用戶間不存在的一些信息實施發(fā)送和接收的物理數(shù)據(jù)傳輸信道。同時也能實現(xiàn)用戶正處于交換狀態(tài)的報文實時存儲功能，當(dāng)數(shù)據(jù)輸出的線路中存在空閑，就可以將這些報文內(nèi)容直接發(fā)送給那些目標(biāo)接收信息的交換機，再進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)分析

2.1 交換技術(shù)的應(yīng)用范圍

在完成數(shù)據(jù)正常通信中，對數(shù)據(jù)信道選擇的交換通常在電報網(wǎng)、公用電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)等使用環(huán)境中廣泛使用。電報網(wǎng)和公用電話網(wǎng)是傳統(tǒng)的方式，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)則是目前4G網(wǎng)絡(luò)普遍采用的信道選擇，被用于數(shù)據(jù)交換數(shù)量較大且速度要求較快的通信方式。因為線路交換要求有比較高的實時性，并且實現(xiàn)成本更低，信號的延遲較小，但線路總體使用效率也比較低。在實際應(yīng)用中，大多是數(shù)據(jù)量傳輸不大，但對保密性和安全性要求較高的特殊環(huán)境下，才選擇這些交換技術(shù)完成數(shù)據(jù)交換功能。而更多適合的選擇是在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的使用，包括目前主用的所有數(shù)據(jù)交換技術(shù)，都以數(shù)據(jù)通信網(wǎng)為服務(wù)目標(biāo)。

2.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù)的分類

（1）IP數(shù)據(jù)交換技術(shù)

IP數(shù)據(jù)交換技術(shù)利用的是較為高效的一種IPATM計算技術(shù)，可以稱其三層交換技術(shù)。該三層交換技術(shù)采用了二層交換技術(shù)同時融合路由轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。IP數(shù)據(jù)交換只可以對那些數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包實施路由地址的數(shù)據(jù)處理，通過路由進行轉(zhuǎn)發(fā)，之后依據(jù)已完成計算的路由設(shè)備在整個ATM網(wǎng)來構(gòu)建起虛電路。通過這種處理方式將各種數(shù)據(jù)包不再經(jīng)由路由器，就能夠通過VC模式完成數(shù)據(jù)的傳輸，進而有效提升了傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。IP業(yè)務(wù)對于很多業(yè)務(wù)內(nèi)容都非常適合，目前廣泛用于寬帶和IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸過程。

（2）ATM數(shù)據(jù)交換技術(shù)

在計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換中，ATM模式是以電路交換以及分組交換為基本內(nèi)容，其主要的實施途徑就是將這些數(shù)據(jù)進一步分解成長度固定為53B的數(shù)據(jù)包，此分組即數(shù)據(jù)信元。ATM模式以信元作為主要的運算單位完成交換業(yè)務(wù)。ATM模式可用在局域網(wǎng)、Internet和虛擬局域網(wǎng)等領(lǐng)域，實際使用效率較高。

2.3 數(shù)據(jù)交換協(xié)議

在網(wǎng)絡(luò)上完成數(shù)據(jù)交換，需要按照一定的規(guī)則進行，這些規(guī)則就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。具體來說，數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機間交流所共用的語言體系，只有協(xié)議一致，不同的計算機終端才能夠融入到整個網(wǎng)絡(luò)中，共享數(shù)據(jù)資源。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有不同層面的協(xié)議，TCP/IP協(xié)議是目前最通用的協(xié)議形式，可廣泛適用各種小型網(wǎng)絡(luò)，和多個局域網(wǎng)共同組成的大型網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP協(xié)議設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)有充分的開放性，非常方便管理，同時還提供了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了傳輸控制以及因特網(wǎng)方面。因為TCP/IP協(xié)議具備很好的跨平臺適用性，目前已成為互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，得到充分使用。

3 結(jié)束語

綜上所述，計算機與網(wǎng)絡(luò)對于當(dāng)今世界經(jīng)濟和社會的發(fā)展有著極為深遠(yuǎn)的影響，而作為最基本的技術(shù)支持，數(shù)據(jù)交換是確保網(wǎng)絡(luò)功能實現(xiàn)的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)交換技術(shù)經(jīng)過近些年來的不斷研發(fā)創(chuàng)新，已經(jīng)是一種非常成熟的技術(shù)形式，隨著通信技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，數(shù)據(jù)交換技術(shù)也保持著與時俱進的發(fā)展態(tài)勢。其性能得到極大提升，包括帶寬、數(shù)據(jù)傳輸速度等核心指標(biāo)，尤其是一些新技術(shù)形式的出現(xiàn)，帶動了數(shù)據(jù)交換技術(shù)在軟硬件方面的升級，其意義重大。