計算機網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)通訊及交換技術研究

摘要：隨著信息化技術的不斷發(fā)展和積極應用，人們的生活與工作方式都在原有的基礎上發(fā)生了翻天覆地的變化?；ヂ?lián)網(wǎng)在進行數(shù)據(jù)傳輸過程中最常使用的技術就是信息交換技術。但是，隨著網(wǎng)絡環(huán)境中數(shù)據(jù)信息數(shù)量的逐年攀升，信息傳輸效率也因此變得較為低下，甚至出現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸堵塞的情況。針對這種發(fā)展現(xiàn)狀，計算機領域的專業(yè)人才需要深感肩上的重責大任，及時革新網(wǎng)絡技術，切實提升數(shù)據(jù)交換的效率。

關鍵詞：計算機網(wǎng)絡? 數(shù)據(jù)通訊技術? 技術研究

隨著計算機網(wǎng)絡技術的不斷完善和快速發(fā)展，人們的生活方式相較于以往變得更加方便快捷。在眾多計算機技術中，數(shù)據(jù)通訊技術也有了更大的突破，為信息的安全傳遞提供了有效途徑，進而促進了科學技的不斷進步。計算機能夠實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)交換的根本原因就是數(shù)據(jù)交換技術的應用。隨著社會發(fā)展的需要以及人民生活的實際要求，這項技術的應用頻率愈發(fā)高漲，切實推動了當代網(wǎng)絡科技的迅猛發(fā)展。本篇文章為讀者重點闡釋了當今社會中幾種被工作人員廣泛運用的數(shù)據(jù)交換技術類型，并將這幾種技術的特點以及差異性進行了介紹，并詳細講述了該項技術的主要應用范圍。

一、數(shù)據(jù)通訊技術的及核心概念

由于信息化技術在當今社會中迅猛發(fā)展，計算機網(wǎng)絡領域的相關技術應該成為信息交換工作中不可或缺的核心元素，其應用的范圍不斷延伸到百姓生活的各個領域中。數(shù)據(jù)通信技術是通信技術與計算機技術有機融合的產(chǎn)物，讓不同的客戶端能夠實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享與使用。主要應用的傳輸手段也是多種形式的，能夠通過電纜或者光纖實現(xiàn)信息的交換，也可以經(jīng)由衛(wèi)星的控制實現(xiàn)多個端口數(shù)據(jù)的調節(jié)。為了能夠更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)通訊技術的最大功用，數(shù)據(jù)傳輸功能是必不可少的，一定要將數(shù)據(jù)發(fā)源地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息精準傳輸?shù)较鄳慕邮赵O備當中。在此發(fā)展歷程中，數(shù)據(jù)通訊技術也在不斷完善，此項技術能夠處理海量的數(shù)據(jù)信息，操作流程也較為簡便，這些優(yōu)勢也奠定了數(shù)據(jù)通訊技術在計算機發(fā)展領域當中的重要地位，并且具有著不可取代的特性。但是數(shù)據(jù)通訊技術在運作的過程中也需要多臺計算機之間進行密切合作，每臺電腦都需要進行嚴密的數(shù)據(jù)傳輸工作以及數(shù)據(jù)整合任務。為了能夠保證大量數(shù)據(jù)信息能夠受到保護，網(wǎng)絡通常情況下會設置很多的節(jié)點，這樣，每個電腦僅需要接入節(jié)點即可進行數(shù)據(jù)交換工作。這種工作方式能夠有效保證計算機之間形成緊密的閉環(huán)形式的連接方式，如果在某些時段中的某個節(jié)點出現(xiàn)故障，還可以避免整個網(wǎng)絡系統(tǒng)陷入癱瘓。隨著信息化時代的不斷發(fā)展，各種新型的數(shù)據(jù) 通訊技術也在這種時代背景下如雨后春筍般不斷萌生，每種技術的應用都能夠讓計算機領域的發(fā)展走勢更適應社會的實際需求，人們也能夠深刻領悟到數(shù)據(jù)通訊技術為生活帶來的巨大改變。相關技術人員應該此項技術的優(yōu)勢發(fā)揚光大，及時整改其中存在的弊端，促進計算機產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展，人類社會的發(fā)展也會得以推動。數(shù)據(jù)通訊作為一種通信業(yè)務，需要為信息處理工作提供所需服務，并且已經(jīng)應用于各種工作形式當中，如電子文件的傳輸，或者是網(wǎng)絡詞條的查詢等，都是數(shù)據(jù)通訊技術發(fā)揮的主要功能。傳統(tǒng)的技術需要及時進行革新，技術人員也需要具有足夠的創(chuàng)新意識。只有這樣，計算機網(wǎng)絡才會得到更大的技術突破，數(shù)據(jù)交換的效率也會因此增加，并且不會因為速度的提升而影響數(shù)據(jù)的完整性。人們在生活和工作當中也可以在短時間內(nèi)傳播更多數(shù)量的信息，工作效率也在原有的基礎上得到顯著提升，社會發(fā)展的步伐也會愈發(fā)穩(wěn)健。同時，數(shù)據(jù)通訊技術也會因此得到完善，二者之間形成相輔相成、相互支撐的良好關系。

二、常見的幾種網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換技術

（一）電路交換

電路交換在數(shù)據(jù)交換技術中指最為常見的類型，也是最為傳統(tǒng)的一種技術。這種數(shù)據(jù)交換技術主要利用了電路系統(tǒng)的運行原理，實現(xiàn)通訊線路的相互連接。此項技術的主要工作任務分為以下幾個步驟：首先，電路之間需要建立起必要的連接，技術人員需要在已經(jīng)布置好的線路中找到一個起始點，并利用這個初始點對整個線路中的技術站發(fā)送請求，兩個站點之間因此構建起聯(lián)系通路，通訊數(shù)據(jù)便可以在此之中進行傳達和交換。在數(shù)據(jù)傳輸工作進行的過程中會形成大量的節(jié)點，這些節(jié)點均由自動化的系統(tǒng)統(tǒng)一管理，系統(tǒng)會將短距離范圍內(nèi)空余的節(jié)點進行合理劃分，進而形成一個能夠隨時加以應用的空閑線路，順利實現(xiàn)每個節(jié)點之間的信息傳遞，并將信息內(nèi)容完好無損地傳遞到目標站點。在這個線路的構成元素中還包含占用路線。在每個通訊線路都已經(jīng)建立好的時候，每個站點之間都會及時進行數(shù)據(jù)信息的交換，這種已經(jīng)建立好的路線通常情況下都會被占用，確保通訊過程中沒有其他干擾數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。構成電路交換技術的最后一種組成元素是拆除連接。在眾多數(shù)據(jù)都已經(jīng)完好交換后，原先被占用的路線會被及時拆除掉，保證線路中的各個節(jié)點都能夠在完成指定任務后及時保持空閑狀態(tài)，后續(xù)的連接線路也能夠順利產(chǎn)生聯(lián)系。簡而言之，在電路交換技術的應用過程中，主要的工作機制就是線路內(nèi)部不停地進行這三種工作流程。進而保證大量的路線節(jié)點能夠有條不紊地執(zhí)行各項工作。

（二）報文交換

所謂的報文交換指的是技術人員將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)相關信息制作成報文，隨后再利用網(wǎng)絡中的節(jié)點將數(shù)據(jù)完整地運輸出去。這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞绞怯袆e于電路交換的，其中最大的不同之處在于技術人員會將數(shù)據(jù)全部傳送到報文當中，傳輸單位也會由原有的數(shù)據(jù)變?yōu)閳笪牡男问?，人們可以將其視為一種新型的數(shù)據(jù)塊，這種數(shù)據(jù)塊的長度是沒有限制的。最為關鍵的是，這種數(shù)據(jù)交換的方式會根據(jù)實現(xiàn)錄入進去的報文地址進行配送，依次確定目標站點的具體位置。這樣，工作人員便可以直接憑借路由信息進行節(jié)點位置的確定，并在已知的節(jié)點上進行數(shù)據(jù)傳輸工作。此工作過程中并不需要構造前期線路，傳輸數(shù)據(jù)耗費的時間自然也會因此縮減。所以，綜合方面來看，報文交換技術優(yōu)于電路交換的最主要優(yōu)勢便在于，能夠在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳輸，不用建立線路，此項工作需要消耗的時間較短。不僅如此，此種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞侥軌驅崿F(xiàn)在同一時間向多個目標站點傳輸數(shù)據(jù)。但是，報文交換技術在應用過程中還是會存在一定的弊端需要及時改正。比如，這種數(shù)據(jù)傳輸方式并不能夠實現(xiàn)交互式通訊，而且一次性傳輸大量的數(shù)據(jù)也在無形之中增加了數(shù)據(jù)丟失的幾率。同時，此項技術的投入成本資金也是較多的，經(jīng)營成本過于高昂。

（三）分組交換

分組交換技術的核心內(nèi)涵是利用分組終端進行工作，將傳輸數(shù)據(jù)進行分割和拆解，形成多種的數(shù)據(jù)段，隨后再利用節(jié)點實現(xiàn)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瓿伞：喍灾?，這種數(shù)據(jù)傳輸方式就是將整體的數(shù)據(jù)進行分析和拆解，并將已經(jīng)拆解完成后的數(shù)據(jù)段分送至不同節(jié)點當中，進而尋找到最佳的數(shù)據(jù)傳輸路徑。信息在傳輸?shù)浇邮斩撕螅枰凑詹鸾馇暗捻樞蜻M行組合即可。這種數(shù)據(jù)傳輸方式的最顯著特征便在于每段被分開的數(shù)據(jù)可以各自尋找到最適合自己的傳輸路徑，并且能夠保證每段數(shù)據(jù)在到達目標站點的時候依舊會保持原有完整性。這種信息傳輸方式能夠有效促進不同終端之間的數(shù)據(jù)傳輸，能夠適應現(xiàn)代社會中的諸多需求。但是，這種技術的應用需要專業(yè)素養(yǎng)較高的人才進行操作，需要用到的核心技術也具有很大的難度。因此，這種方式并沒有在很多地區(qū)推廣使用。

（四）幀中繼技術

幀中繼技術也是一種廣域網(wǎng)技術，但是操作過程以及構成成分相對簡單，僅需要在以往的物理線路中搭建起多方面的虛擬電路即可。每個虛擬線路都具有自身獨有的標志，每個標志對應著不同的端口，通過這種方式實現(xiàn)線路的有效構建，為數(shù)據(jù)的傳輸提供了通道。此種技術的應用優(yōu)勢便在于其數(shù)據(jù)載體是光纖，光纖材料是具有很高的數(shù)據(jù)傳輸效率，能夠使數(shù)據(jù)傳輸?shù)男试谠械幕A上得到提升。但是，這種技術在應用的過程中依然存在著一定的缺陷，比如實時傳輸數(shù)據(jù)的性能并不高，某些數(shù)據(jù)傳輸工作的進行需要質量更高的介質材料等。

（五）ATM異步傳輸

這種傳輸技術主要結合了分組交換技術的優(yōu)點以及電路交換技術的優(yōu)勢，是一項綜合性能較強的技術。因此，這種技術即擁有較高的傳輸效率和傳輸速度，并且能夠廣泛應用于各種領域當中。技術人員在實際應用此項技術的時候應該考慮多方面的因素。

三、數(shù)據(jù)交換技術的應用與探究

在以上介紹的數(shù)據(jù)交換技術當中，具有實時性質的技術和非實時性質的技術。所謂實時技術指的是延遲時間較短，能夠通過信號的傳輸與改變及時給予回應的技術。電路交換技術便是一種實時性質的技術。這種技術通常情況會應用于公共電話網(wǎng)絡當中，只有這樣才能夠保證對話雙方進行語音交流時可以及時接受到對法給予的語言信號，雙方都能夠通過彼此給予的信息進行回應。同時，在公共電話網(wǎng)當中，每臺交換機都能夠根據(jù)不同用戶利用相對應的線路控制電話機。每臺交換機在進行連接的時候會應用到中繼線。電話機在使用的過程中如果不能擁有實時性質，那么進行通話的雙方便無法進行順利地交談，延誤某些行為的發(fā)生。另外，幀中繼技術是一種新型的數(shù)據(jù)傳輸技術，它的應用成本較為低廉，操作方式也極為簡便，能夠實現(xiàn)一種中快速的數(shù)據(jù)信息傳輸。比如，此技術能夠實現(xiàn)語音信息或者是數(shù)據(jù)信息的通信，還能夠用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)當中。每個應用幀中繼技術的用戶都能夠得到節(jié)點專線，此技術能夠改變隱形的信息通道來處理復雜的數(shù)據(jù)傳輸工作。而ATM技術的應用則能夠在根本上完善多媒體設備的實時性，還能夠優(yōu)化帶寬問題。此技術吸收了電路交換的技術內(nèi)涵，又保持了很多傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術中的靈活性特點，也借此從成為適用范圍最廣且傳輸效果最好的數(shù)據(jù)交換技術。隨著我國科學技術領域的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)交換技術已經(jīng)在這一新的時代背景下獲得了顯著的進步，各種新型的交換技術也應運而生。但實際上，在未來當中，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換的技術先進與否能夠直接影響到通訊技術的發(fā)展方向。就當前的形勢來看，計算機領域通訊網(wǎng)絡的傳輸方式依然進行著一定的改變，逐漸變?yōu)閼霉鈧鬏敿夹g為主，這是一個十分重要的過渡時期。但是科學技術還處于完善階段，很多數(shù)據(jù)傳輸過程中依然沿用著電傳輸技術，只有少部分的工作是利用光傳輸進行的。但是，隨著科學技術的不斷發(fā)展和應用，通訊網(wǎng)絡將很快進入光傳輸?shù)碾A段。信息通道中所有的電信號最終都會被光信號所取代，只有終端處的是信號不再繼續(xù)沿用電信號。這兩種信號類型之間是具有較大差異的。光信號具有較快的傳播速度，并且能夠確保數(shù)據(jù)信息的安全性。這些優(yōu)勢是傳統(tǒng)電信號所無法實現(xiàn)的。由此可見，未來計算機領域的發(fā)展還會擁有巨大的突破，并能夠獲得質的飛躍?，F(xiàn)如今光路交換這樣的技術初露頭角。隨著5G時代的來臨，計算機技術未來的發(fā)展方向不局限于提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，也不會拘泥于保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，人工智能技術或者是無線接入技術才是未來科技發(fā)展需要重點研究的課題。

四、結束語

綜上所述，計算機領域的數(shù)據(jù)通訊技術的發(fā)展是難以脫離交換技術而獨立存在的，只有將交換技術研究透徹才能夠促進通訊技術的發(fā)展壯大，從而促進計算機領域科技的不斷發(fā)展。同時，交換技術也逐漸成為計算機領域當中重點研究的內(nèi)容。由于數(shù)據(jù)交換技術的種類是較為繁多的，其中有部分技術內(nèi)容已經(jīng)被社會淘汰，技術人員需要根據(jù)社會發(fā)展的實際以及應用行業(yè)的實際情況進行技術的選擇。與此同時，技術人員需要擁有足夠的創(chuàng)新精神，優(yōu)化現(xiàn)有數(shù)據(jù)交換技術中存在的問題，切實提升數(shù)據(jù)通訊水準，讓人們的生活質量得到提升。

參考文獻

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作者簡介

鄧浩（1982.9-）男，四川內(nèi)江人，湖南交通工程學院電信學院物聯(lián)網(wǎng)教研室教師，工程師，碩士，主要研究領域：通信網(wǎng)絡協(xié)議、物聯(lián)網(wǎng)工程與仿真。