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計算機網路分組交換技術包括

發布時間:2022-11-28 05:30:37

計算機網路的數據交換技術有四種,分別是

電路交換、報文交換、分組交換、信元交換
電路交換(CS:circuit
switching)是通信網中最早出現的一種交換方式,也是應用最普遍的一種交換方式,主要應用於電話通信網中,完成電話交換,已有100多年的歷史。
電話通信的過程是:首先摘機,聽到撥號音後撥號,交換機找尋被叫,向被叫振鈴同時向主叫送回鈴音,此時表明在電話網的主被叫之間已經建立起雙向的話音傳送通路;當被叫摘機應答,即可進入通話階段;在通話過程中,任何一方掛機,交換機毀拆除已建立的通話通路,並向另一方送忙音提示掛機,從而結束通話。
報文交換(Message
switching)是一種信息傳遞的方式。報文交換不要求在兩個通信結點之間建立專用通路。結點把要發送的信息組織成一個數據包——報文,該報文中含有目標結點的地址,完整的報文在網路中一站一站地向前傳送。
分組交換(PS:packet
switching)的實質就是將要傳輸的數據按一定長度分成很多組,為了准確的傳送到對方,每個組都打上標識,許多不同的數據分組在物理線路上以動態共享和復用方式進行傳輸,為了能夠充分利用資源,當數據分組傳送到交換機時,會暫存在交換機的存儲器中,然後根據當前線路的忙閑程度,交換機會動態分配合適的物理線路,繼續數據分組的傳輸,直到傳送到目的地。到達目地之後的數據分組再重新組合起來,形成一條完整的數據。
信元交換又叫ATM(非同步傳輸模式),是一種面向連接的快速分組交換技術,它是通過建立虛電路來進行數據傳輸的。

㈡ 網路交換技術有哪些

1.電路交換技術

網路交換技術共經歷了四個發展階段,電路交換技術、報文交換技術、分組交換技術和ATM技術。公眾電話網(PSTN網)和移動網(包括GSM網和CDMA網)採用的都是電路交換技術,它的基本特點是採用面向連接的方式,在雙方進行通信之前,需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路,通信雙方在通信過程中將一直佔用所分配的資源,直到通信結束,並且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議。這種方式的優點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬,並且實時性強,時延小,交換設備成本較低,但同時帶來的缺點是網路的帶寬利用率不高,一旦電路被建立不管通信雙方是否處於通話狀態,分配的電路都一直被佔用。

2.分組交換技術

電路交換技術主要適用於傳送和話音相關的業務,這種網路交換方式對於數據業務而言,有著很大的局限性。首先數據通信具有很強的突發性,峰值比特率和平均比特率相差較大,如果採用電路交換技術,若按峰值比特率分配電路帶寬則會造成資源的極大浪費,如果按照平均比特率分配帶寬,則會造成數據的大量丟失。其次是和語音業務比較起來,數據業務對時延沒有嚴格的要求,但需要進行無差錯的傳輸,而語音信號可以有一定程度的失真但實時性一定要高。分組交換技術就是針對數據通信業務的特點而提出的一種交換方式,它的基本特點是面向無連接而採用存儲轉發的方式,將需要傳送的數據按照一定的長度分割成許多小段數據,並在數據之前增加相應的用於對數據進行選路和校驗等功能的頭部欄位,作為數據傳送的基本單元即分組。採用分組交換技術,在通信之前不需要建立連接,每個節點首先將前一節點送來的分組收下並保存在緩沖區中,然後根據分組頭部中的地址信息選擇適當的鏈路將其發送至下一個節點,這樣在通信過程中可以根據用戶的要求和網路的能力來動態分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高,但時延較大。

3.報文交換技術

報文交換技術和分組交換技術類似,也是採用存儲轉發機制,但報文交換是以報文作為傳送單元,由於報文長度差異很大,長報文可能導致很大的時延,並且對每個節點來說緩沖區的分配也比較困難,為了滿足各種長度報文的需要並且達到高效的目的,節點需要分配不同大小的緩沖區,否則就有可能造成數據傳送的失敗。在實際應用中報文交換主要用於傳輸報文較短、實時性要求較低的通信業務,如公用電報網。報文交換比分組交換出現的要早一些,分組交換是在報文交換的基礎上,將報文分割成分組進行傳輸,在傳輸時延和傳輸效率上進行了平衡,從而得到廣泛的應用。

4.ATM技術

分組交換技術的廣泛應用和發展,出現了傳送話音業務的電路交換網路和傳送數據業務的分組交換網路兩大網路共存的局面,語音業務和數據業務的分網傳送,促使人們思考一種新的技術來同時提供電路交換和分組交換的優點,並且同時向用戶提供統一的服務,包括話音業務、數據業務和圖像信息,由此在20世紀80年代末由原CCITT提出了寬頻綜合業務數字網的概念,並提出了一種全新的技術——非同步傳輸模式(ATM)。ATM技術將面向連接機制和分組機制相結合,在通信開始之前需要根據用戶的要求建立一定帶寬的連接,但是該連接並不獨占某個物理通道,而是和其他連接統計復用某個物理通道,同時所有的媒體信息,包括語音、數據和圖像信息都被分割並封裝成固定長度的分組在網路中傳送和交換。ATM另一個突出的特點就是提出了保證QoS的完備機制,同時由於光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道,所以可以將流量控制和差錯控制移到用戶終端,網路只負責信息的交換和傳送,從而使傳輸時延減少,ATM非常適合傳送高速數據業務。從技術角度來講,ATM幾乎無懈可擊,但ATM技術的復雜性導致了ATM交換機造價極為昂貴,並且在ATM技術上沒有推出新的業務來驅動ATM市場,從而制約了ATM技術的發展。目前ATM交換機主要用在骨幹網路中,主要利用ATM交換的高速和對QoS的保證機制,並且主要是提供半永久的連接。

二、電路交換技術和分組交換技術的融合

1.綜合交換機技術

雖然ATM技術沒有讓人們實現「綜合業務」的夢想,但人們一直在尋找一種途徑試圖實現在一個網路上提供各種業務,電信運營商也希望能夠充分利用現網資源,盡量為用戶提供豐富的業務。首先提出的技術就是綜合交換機技術,主要是通過對現有的電路交換網路進行改造,來達到同時支持電路交換和寬頻交換(包括ATM交換和IP交換)的目的。許多廠家也先後開發了綜合交換機,並且相關的行業標准《綜合交換機技術規范》也已經制定和頒布。綜合交換機具有窄帶交換機的功能,同時還要具有寬頻交換機的功能。目前的綜合交換機的實現方式主要有兩種:一種是採用混合交換節點的方式,在交換機內部配置有多個獨立交換矩陣,即電路交換矩陣、ATM和IP分組交換模塊,傳統的PSTN呼叫還主要由電路交換模塊進行處理,和寬頻相關的業務則交由寬頻分組處理模塊進行處理,當兩個模塊之間需要交互時需要進行協議轉換。另一種是採用融合交換節點的方式,綜合交換機內部基本上只有一個單一的ATM或IP交換矩陣,例如上海貝爾的寬頻交換機S12 P3S即直接採用ATM技術作為核心交換技術,所有的媒體信息都轉換成ATM信元在交換機內部進行處理,對外則同時支持電路交換網、ATM網和IP網。採用融合方式的綜合交換機由於內部已改為統一的交換平台,在靈活快速的業務部署方面有很大的優勢。綜合交換機由於綜合多種功能,所以造價也比較高,主要用在業務量較大的關口局和端局,不適合全網推行。

2.IP電話技術

綜合交換機主要是採用對電路交換機進行改造的方式來支持分組交換的方式,在探索電路交換技術和分組交換技術融合的過程中,人們同時也希望能夠利用分組網路來傳送話音業務,此時基於Web應用的出現,Internet網路以驚人的速度發展起來,並最終發展成為一個全球性的網路,人們使用Internet網路來得到各種服務。Internet網路是基於IP技術,屬於分組交換技術,採用盡力而為的方式,對每個分組根據路由信息和網路情況獨自進行傳輸和選路。Internet網路主要用來傳送數據業務,伴隨著Internet的巨大成功,已使IP技術成為未來信息網路的支柱技術,基於TCP/IP的網路技術不僅成為傳送數據業務的主導技術,而且傳統的電信運營商開始嘗試使用IP技術來傳送話音業務。現在傳統的電信運營商一般都組建了自己的IP網路,除了在IP網路上提供目前利潤相對較低的數據業務之外,運營商希望能夠充分利用現有資源向用戶提供豐富的業務,最主要的是話音業務,目前話音業務仍然屬於運營上最主要的收入來源,最早出現的在分組網上傳送語音業務的應用就是IP電話技術。

IP電話技術目前已經成為人們比較熟悉的業務,主要採用H.323系列協議,包括負責呼叫建立的信令協議H.225和負責建立媒體通道的H.245協議,語音業務採用RTP分組的方式在IP網中進行傳輸。IP電話的語音質量雖然沒有傳統電路交換網向用戶提供的語音質量高,但H.323協議被普遍認為是目前在分組網上支持語音、圖像和數據業務最成熟的協議,目前在IP電話領域得到廣泛應用。世界上有很多利用H.323協議組建的VoIP網路正在運營。但H.323的有些缺點也很明顯。首先,H.323協議中的呼叫控制信令是以Q.931為基礎的。Q.931協議是一種基於UNI介面的協議,協議本身比較簡單,沒有關於NNI介面的定義。這在專用網內實現計算機-計算機的呼叫沒有問題,但要提供全國性業務及PSTN-to-PSTN連接則必須依賴NNI介面。其次,H.323網路中使用的是集中式的網關,網關要同時處理媒體流和信令流,在處理能力上也限制了H.323網路的發展。目前,ITU-T借鑒IETF相關規范的經驗,在進一步擴展和修訂H.323系列協議。另外,和SIP相比較,H.323協議的可擴展性較差,並且為了在H.323網路提供類似在電路交換網路上向用戶提供的業務,許多廠家都對H.323協議進行了擴展,所以不同廠家的H.323設備之間的互聯也是一個H.323網路發展所面臨的一個重要問題。

但是IP電話的成功應用和相當程度的市場佔有份額讓人們看到業務融合的曙光,人們逐漸認識在分組網上可以傳送話音業務,並且可以達到較為理想的通信效果。並且分組交換具有很多潛在的性能優點,一個優點是高效利用傳輸通道的通信能力,尤其是對突發傳輸更是如此。盡管語音所表現出的突發性沒有互動式數據那麼突出,但還是以突發期/靜音期的方式表現出一定的突發性。平均突發期的長度取決於所使用的靜音偵測器,在典型的電話交談中,單個語音源只有大約35-45%的時間里是活動的。另外一個優點是統計復用,這樣呼叫阻塞是所需平均帶寬,而不是峰值帶寬的函數。因此在傳輸控制,計費等方面的可以更靈活。正因為這些優點,網際網路語音應用,尤其是IP電話,已經成為「三網合一」大潮中最引人注目的應用之一。

三、軟交換技術

隨著IP電話技術的發展,通信業內基本上達成了未來電信網路的核心將採用分組交換技術的共識,並且在這種共識之下,針對目前IP電話技術所存在的缺點從技術角度進行了改進,首先是將網關呼叫控制和媒體交換的功能相分離,並最終提出了軟交換的概念。軟交換技術雖然仍然採用分組網路作為承載網路,但是從技術角度來講,軟交換技術仍然可以看作是交換技術發展的又一個里程碑。傳統的電路交換和分組交換網路在每個網路節點上都集中了太多的智能,在電路交換網路中,網路節點不僅要負責呼叫控制,處理所有和呼叫相關的信息,同時還需要負責進行話音通路的建立,同時,在電路交換網路中,許多業務都需要在網路節點上配置相關的業務邏輯,目前許多業務都需要在端局上作數據,這樣也制約了業務的及時提供。在以H.323網路為代表的分組交換網路中,如上所述網關設備也需要同時進行呼叫控制和媒體流的建立,分組的處理時延較長並且對網路節點的要求也比較高。軟交換技術提出的一個新的概念就是將呼叫控制、承載建立、業務邏輯相分離,各實體之間通過標準的協議進行連接和通信,在網上可更加靈活地提供業務。其中的軟交換設備實際上是一個基於軟體的分布式交換/控制平台,是實現傳統程式控制交換機「呼叫控制」功能的實體。它將呼叫控制功能從傳統的網關中分離出來,公開業務、控制、接入和交換間的協議,從而真正實現多廠家的網路運營環境,並可方便地引入多種業務。

採用軟交換技術組建電信網路正在從試驗階段走向商用階段,國內外的各個運營商都對軟交換技術傾注了極大的熱情,希望能夠利用軟交換技術來達到拓展業務種類、增加市場份額的目的。從標準的角度來講,國內外的標准機構都在加緊制定和軟交換技術相關的一系列技術規范,標准上不僅將軟交換技術作為固定網路發展的核心技術,而且移動網路也將軟交換技術作為未來網路的核心技術。軟交換技術從提出、發展到完善和成熟,還需要經歷技術的考驗和市場的考驗。但從技術的角度來講,軟交換技術的提出有著深厚的歷史背景和技術背景,可以預見,軟交換技術必定會成為未來網路發展過程中一個重要技術
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㈢ 計算機網路中,數據交換方式有哪幾種

在計算機網路中,數據交換的方式有:

(1)線路交換。在數據傳送之前需建立一條物理通路, 在線路被釋放之前,該通路將一直被一對用戶完全佔有。

(2)報文交換。報文從發送方傳送到接收方採用存儲轉發 的方式。在傳送報文時,只佔用一段通路;在交換節點中需要 緩沖存儲,報文需要排隊。因此,這種方式不滿足實時通信的 要求。

(3)分組交換。此方式與報文交換類似,但報文被分成組傳 送,並規定了分組的最長度,到達目的地後需重新將分組組裝成報文。這是網路中最廣泛採用的一種交換技術。

㈣ 計算機網路的數據交換技術有四種,分別是

電路交換、報文交換、分組交換、信元交換

電路交換:端對端通信質量因約定了通信資源獲得可靠保障,對連續傳送大量數據效率高。

報文交換:無須預約傳輸帶寬,動態逐段利用傳輸帶寬對突發式數據通信效率高,通信迅速。

分組交換:具有報文交換之高效、迅速的要點,且各分組小,路由靈活,網路生存性能好。

信元交換又叫ATM(非同步傳輸模式),是一種面向連接的快速分組交換技術,它是通過建立虛電路來進行數據傳輸的。

(4)計算機網路分組交換技術包括擴展閱讀:

報文交換的原理是當發送方的信息到達報文交換用的計算機時,先存放在外存儲器中,待中央處理機分析報頭,確定轉發路由,並選到與此路由相應的輸出電路上進行排隊,等待輸出。一旦電路空閑,立即將報文從外存儲器取出後發出,這就提高了這條電路的利用率。

報文交換雖然提高了電路的利用率,但報文經存儲轉發後會產生較大的時延。分組交換也是一種存儲轉發交換方式,但與報文交換不同,它是把報文劃分為一定長度的分組,以分組為單位進行存儲轉發。

這就不但具備了報文交換方式提高電路利用率的優點,同時克服了時延大的缺點。

參考資料來源:網路-數據交換

㈤ 在計算機網路中,數據交換的方式有哪幾種各有什麼優缺點

網路中常用的數據交換技術可分為兩大類:線路交換和存儲轉發交換,其中存儲轉發交換交換技術又可分為報文交換和分組交換。
1.
線路交換是適用於公用電話網。

2.交換方式是適用於數據報,虛電路。

3.報文交換方式是適用於電子郵件系統(e-mail)。

㈥ 計算機網路交換技術的介紹

計算機網路交換技術是對數據交換進行實施,它包含線路交換技術、報文交換技術、分組交換技術。

㈦ 簡述計算機網路中分組信息交換的基本工作思想

1)分組交換技術(Packet switching technology)也稱包交換技術。
2)分組交換其實是將用戶傳送的數據劃分成許多小的部分,每一部分是有一定的長度且稱之為一個分組
3)通過傳輸分組的方式傳輸信息,通過計算機和終端實現計算機與計算機之間的通信,每個分組的前面有一個分組頭,分組頭中包含了一些信息,如目的地址,原地址等,該分組頭用以指明該分組發往何地址,然後由交換機根據每個分組的地址標志,將他們轉發至目的地,這一過程就是分組交換。

㈧ 在計算機網路中,數據交換的方式有哪幾種各有什麼優缺點

(1)電路交換:在數據傳輸之前必須先設置一條完全的通路。在線路拆除(釋放)之前,該通路由一對用戶完全佔用。電路交換效率不高。
(2)報文交換:報文從源點傳送到目的地採用存儲轉發的方式,報文需要排隊。因此報文交換不適合於互動式通信,不能滿足實時通信的要求。
(3)分組交換:分組交換方式和報文交換方式類似,但報文被分成分組傳送,並規定了最大長度。分組交換技術是在數據網中最廣泛使用的一種交換技術,適用於交換中等或大量數據的情況。

㈨ 計算機網路的數據交換技術有四種,分別是

電路交換、報文交換、分組交換及ATM。電路交換是通過交換節點在一對站點之間建立專用通信通道而進行直接通信的方式。報文交換是以報文為數據交換的單位,報文攜帶有目標地址、源地址等信息,在交換結點採用存儲轉發的傳輸方式。分組交換,不需要事先建立物理通路,只要前方線路空閑,就以分組為單位發送,中間節點接收到一個分組後,不必等到所有的分組都收到就可以轉發。 ATM 是一種融電路交換和分組交換兩種技術優點的傳輸方式,這種技術適用於高帶寬和多媒體傳輸,可用來高速傳輸話音、數據、圖形和電視信號。

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