互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)

楊澤興

（中國(guó)聯(lián)通清苑區(qū)分公司，河北 保定 071000）

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達(dá)的時(shí)代，人們可以足不出戶完成許多工作，很大程度上提高了人們的辦事效率。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)普通人來(lái)說(shuō)已經(jīng)不再陌生，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)滲透到人們衣食住行的各個(gè)方面，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴也越來(lái)越強(qiáng)。一方面，數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)能夠有效提高信息的利用程度，滿足社會(huì)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)信息的要求；另一方面，數(shù)據(jù)交換技術(shù)的提高能夠推動(dòng)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步發(fā)展，增加網(wǎng)絡(luò)信息的承載量，提高傳播速度。

1 簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)

計(jì)算機(jī)終端設(shè)備之間依靠通信電路進(jìn)行連接的。互聯(lián)網(wǎng)本身是一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要包括四個(gè)組成部分，分別是通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)配套操作系統(tǒng)、資源子網(wǎng)以及協(xié)議。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)不同的需求對(duì)各種資源進(jìn)行傳輸，計(jì)算機(jī)的使用人員可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)共享資源。不同的計(jì)算機(jī)可以依靠數(shù)據(jù)交換技術(shù)進(jìn)行信息傳輸，使得很多臺(tái)計(jì)算機(jī)可以一起工作[1]。計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)中的其他子網(wǎng)都包含節(jié)點(diǎn)，鏈路也包括物理鏈路和邏輯鏈路。計(jì)算機(jī)終端依靠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)傳播。計(jì)算機(jī)終端的使用者可以依靠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行軟件共享、硬件共享和數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?shù)據(jù)通信交換技術(shù)能夠在機(jī)器運(yùn)行的情況下進(jìn)行信息傳播，其中最簡(jiǎn)單的是計(jì)算機(jī)終端與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信連接。

2 互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)分析

2.1 電路交換技術(shù)

采用電路交換技術(shù)進(jìn)行電路交換時(shí)，首先要選擇合適的物理線路搭建鏈路，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在這個(gè)過(guò)程中，只有源點(diǎn)發(fā)射信號(hào)，目標(biāo)點(diǎn)接收信號(hào)，沒(méi)有其他站點(diǎn)或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的介入[2]。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，要將搭建的鏈路拆除。這種電路交換技術(shù)能夠給任何用戶搭建一個(gè)短期的通信連接渠道。需要注意，在通信工作開(kāi)始前，工作人員不但要連接線路，還要搭建一個(gè)通信通道。傳輸工作進(jìn)行過(guò)程中，線路處于占用狀態(tài)。首先由目標(biāo)站點(diǎn)發(fā)出請(qǐng)求，然后尋找閑置的線路，優(yōu)化信息傳輸質(zhì)量。當(dāng)傳輸工作完成并且不需要后續(xù)的資源共享時(shí)，工作人員需要拆除線路。運(yùn)用電路交換的方法，能夠使線路專(zhuān)門(mén)用于目標(biāo)站點(diǎn)和源站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)線專(zhuān)用，不受其他設(shè)備的干擾。其中，搭建鏈路等操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，是一種比較常見(jiàn)的信息交換技術(shù)[3]。但是，電路交換技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，如通信交換所需時(shí)間較長(zhǎng)、通信道路利用效率低下等。

2.2 封裝交換技術(shù)

利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信數(shù)據(jù)交換有很多方法，其中報(bào)文交換技術(shù)是比較常用的一種。采用這種信息交換技術(shù)，需要提前把信息封裝起來(lái)，然后編輯成特定的報(bào)文形式。報(bào)文中包含信息需要傳達(dá)的目的地和其他信息。報(bào)文發(fā)送過(guò)程中，工作人員可以改變發(fā)送內(nèi)容、其他站點(diǎn)的發(fā)送請(qǐng)求，還需要附加傳送地址，然后通信網(wǎng)絡(luò)將根據(jù)地址將信息傳遞到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。采用報(bào)文交換技術(shù)，計(jì)算機(jī)的終端用戶不需要進(jìn)行過(guò)多操作，整個(gè)信息交換的過(guò)程完全靠交換機(jī)完成。在報(bào)文交換過(guò)程中，線路的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是電子交換設(shè)備，這些設(shè)備能夠存儲(chǔ)和交換報(bào)文[4]。采用報(bào)文交換技術(shù)，通信道路可以承載更多的信息數(shù)據(jù)，提高了信道利用率，很多個(gè)報(bào)文可以在同一時(shí)間被發(fā)送到不同目的地。此外，一個(gè)報(bào)文也可以發(fā)送到不同地址，發(fā)送的信息量非常大。報(bào)文交換技術(shù)的缺點(diǎn)是缺乏交換的實(shí)時(shí)性，經(jīng)常出現(xiàn)延時(shí)問(wèn)題。如果同一時(shí)間內(nèi)報(bào)文的數(shù)量過(guò)大，還有可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。

2.3 分組交換技術(shù)

分組交換技術(shù)和報(bào)文交換技術(shù)原理非常類(lèi)似，都是將數(shù)據(jù)打包，然后標(biāo)好地址。分組交換需要把分組頭加到每一個(gè)打包好的數(shù)據(jù)前面。分組頭是該數(shù)據(jù)包將要被發(fā)送的地址，然后依靠分組交換機(jī)進(jìn)行操作，每個(gè)數(shù)據(jù)包將會(huì)被發(fā)送到特定地址。分組交換設(shè)備能夠把發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列劃分，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到其他站點(diǎn)。數(shù)據(jù)被發(fā)送的過(guò)程中，會(huì)攜帶用戶信息和原來(lái)的發(fā)送地址。運(yùn)用分組交換數(shù)據(jù)能夠在很大程度上提高信息的傳播速度和信息的傳播質(zhì)量，但是目前的科學(xué)技術(shù)還不能普及該項(xiàng)技術(shù)。分組交換技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個(gè)終端的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠把不同通信道路歸納到不同組別中，將各個(gè)終端銜接。同一個(gè)組別的數(shù)據(jù)信息，可以發(fā)送到多個(gè)終端，然后調(diào)配資源。

2.4 幀中繼協(xié)議交換技術(shù)

幀中繼協(xié)議交換技術(shù)和其他信息交換技術(shù)有很大不同。該技術(shù)可以提供許多條虛擬線路，很大程度上拓展了物理線路的作用。將虛線進(jìn)行連接，計(jì)算機(jī)終端用戶能夠把數(shù)據(jù)幀發(fā)送到相應(yīng)的地址。這種交換技術(shù)節(jié)約了成本，具有很大的存儲(chǔ)空間，且傳播速度極快。和分組交換相比，幀中繼交換技術(shù)屬于一種新型的交換技術(shù)，操作過(guò)程和原理都比較簡(jiǎn)單，能夠全面提高傳輸質(zhì)量。

2.5 ATM異步傳輸模式

ATM異步傳輸交換技術(shù)主要用于寬帶網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)鬟f數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列交換。ATM異步傳輸技術(shù)應(yīng)用電路交換技術(shù)和包交換技術(shù)，能夠最大程度簡(jiǎn)化信息，且傳輸速度很快。實(shí)現(xiàn)這種模式需要比較成熟的科學(xué)技術(shù)，而現(xiàn)在該技術(shù)還不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且這種技術(shù)的使用成本較大，短時(shí)間內(nèi)還不能普及。

3 新型的光交換技術(shù)

3.1 波分光交換技術(shù)

波分光交換技術(shù)具有很大的通信容量，信息的傳輸速度也非常快。信息數(shù)據(jù)在波分光的狀態(tài)下進(jìn)行傳播，波長(zhǎng)可以進(jìn)行變化，甚至可以選擇某一特定波長(zhǎng)。在應(yīng)用波分光交換方式時(shí)，需要設(shè)置很多條光纖，用于信息數(shù)據(jù)的輸入和輸出，每一條光纖都被設(shè)置了載波信號(hào)，借助一些專(zhuān)業(yè)儀器，使得光纖能夠傳播各種信號(hào)。

3.2 時(shí)分光交換技術(shù)

時(shí)分光交換方式應(yīng)用了互換時(shí)隙技術(shù)，是一種比較先進(jìn)、新穎的通信交換技術(shù)。在進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸前，設(shè)備能夠?qū)γ恳粠O(shè)置時(shí)隙。工作人員要調(diào)配各個(gè)通信線路，把通信信號(hào)復(fù)制到不同的光纖上。

3.3 空分光交換技術(shù)

空分光交換技術(shù)的原理來(lái)自于光開(kāi)關(guān)技術(shù)。應(yīng)用這種交換方式，首先要設(shè)置一個(gè)光開(kāi)關(guān)，然后改變信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ馈Ｒ簿褪钦f(shuō)，這個(gè)光開(kāi)關(guān)是整個(gè)交換技術(shù)的核心裝置。要加強(qiáng)傳輸路徑的技術(shù)水平，需要選擇質(zhì)量好、性能好的光開(kāi)關(guān)。

3.4 組合型交換方式

顧名思義，組合型交換方式是將時(shí)分光交換技術(shù)、空分光交換技術(shù)、波分光交換技術(shù)組合起來(lái)，將不同交換技術(shù)進(jìn)行不同方式的整合，選擇符合實(shí)際情況的信息交換方式。光交換技術(shù)是目前非常先進(jìn)的交換方式。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，光交換的方式也逐漸得到應(yīng)用。光交換技術(shù)具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，且傳播質(zhì)量?jī)?yōu)良。

3.5 進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換的意義

在各種互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)都不是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的線路進(jìn)行連接，而是依靠數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)系。因此，要在不同的微機(jī)設(shè)備之間搭建這種數(shù)據(jù)聯(lián)系，通信系統(tǒng)線路能夠?qū)Σ煌脑O(shè)備進(jìn)行整合，形成連接的節(jié)點(diǎn)，使信息數(shù)據(jù)、軟件、硬件被分享，從而使不同的計(jì)算機(jī)共同完成工作任務(wù)。互聯(lián)網(wǎng)能夠覆蓋更廣的范圍，構(gòu)建數(shù)據(jù)連接系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同系統(tǒng)的連接，而數(shù)據(jù)依靠連接系統(tǒng)才能進(jìn)行交換。數(shù)據(jù)交換技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同子網(wǎng)的連接，在現(xiàn)代社會(huì)中不可缺少。完善的數(shù)據(jù)通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高效、便捷的網(wǎng)絡(luò)傳輸，滿足社會(huì)發(fā)展的需要。因此，要不斷研發(fā)新技術(shù)，加快通信交換的速度和質(zhì)量，加強(qiáng)信息傳遞的準(zhǔn)確性[5]。

在計(jì)算機(jī)設(shè)備之間，互相通信不可避免。因此，相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該致力于建造利用交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換模式，減少繁雜的數(shù)據(jù)線，以適應(yīng)更多設(shè)備的狀態(tài)，從而提高數(shù)據(jù)交換的技術(shù)水平。各種數(shù)據(jù)之間的交換要依靠數(shù)據(jù)傳輸，各種設(shè)備之間經(jīng)過(guò)連接形成不同的節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)在傳輸中的依托。近年來(lái)，很多互聯(lián)網(wǎng)方面的專(zhuān)家和學(xué)者都致力于研究新型的通信交換技術(shù)，如幀中繼交換技術(shù)、ATM異步傳輸交換技術(shù)等。科研人員應(yīng)該致力于研究新型的信息交換技術(shù)，讓信息交換更加經(jīng)濟(jì)、方便，然后實(shí)現(xiàn)普及，從而全面優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。

4 展望未來(lái)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的發(fā)展

互聯(lián)網(wǎng)信息交換技術(shù)的發(fā)展，依賴于光纖技術(shù)的提高。近年來(lái)，隨著專(zhuān)家學(xué)者的不斷研究，信息傳輸?shù)娜萘空诓粩嗵岣撸瑐鞑ニ俣纫苍诩涌欤鞣N交換技術(shù)也在朝著更便捷、更優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展。互聯(lián)網(wǎng)通信交換技術(shù)的發(fā)展分為不同的階段，如電傳輸階段、電交換階段等。電傳輸階段和交換階段使用的是傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)交換方式。通過(guò)光纖進(jìn)行信息傳輸?shù)姆绞椒Q(chēng)為光傳輸。這種傳輸方式通過(guò)自身數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，傳輸網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行一些處理。信息數(shù)據(jù)在進(jìn)行傳輸和交換過(guò)程中，利用光信號(hào)在通信道路上進(jìn)行處理。目前，通信過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)一些技術(shù)上的限制，技術(shù)人員要突破技術(shù)上的困難，提高現(xiàn)有交換技術(shù)的傳輸質(zhì)量，研究新的交換技術(shù)。伴隨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，信息傳輸速度和質(zhì)量關(guān)系到很多行業(yè)的發(fā)展。在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，誰(shuí)能更快掌握信息、擁有更好的工作效率，誰(shuí)就能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中更勝一籌。因此，加強(qiáng)信息技術(shù)的提高、優(yōu)化信息傳輸質(zhì)量非常重要。

5 結(jié) 論

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)有了更多需求。互聯(lián)網(wǎng)用戶希望信息的傳播速度更快、信息承載量更加豐富、寬帶網(wǎng)絡(luò)承載更大容量的信息。在信息數(shù)據(jù)交換方面，人們需要先進(jìn)的通信交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。本文介紹了幾項(xiàng)傳統(tǒng)的通信交換傳播技術(shù)，如電路交換技術(shù)，也介紹了新型信息交換技術(shù)，如ATM異步傳輸技術(shù)、光傳輸技術(shù)等。不同技術(shù)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，在具體操作過(guò)程中，要根據(jù)不同需要選擇不同的傳輸技術(shù)。此外，要想滿足互聯(lián)網(wǎng)用戶的需求，要不斷發(fā)展新型數(shù)據(jù)通信技術(shù)，提高信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群涂煽啃裕岣呔W(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。