數(shù)據(jù)交換概述

數(shù)據(jù)交換(Data Switching)是指在多個數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)之間，為任意兩個終端設(shè)備建立數(shù)據(jù)通信臨時互連通路的過程。數(shù)據(jù)交換可以分為：電路交換、報文交換、分組交換和混合交換。電路交換原理與電話交換原理基本相同。電路交換的缺點是電路的利用率低，雙方在通信過程中的空閑時間，電路不能得到充分利用。

報文交換的原理是當(dāng)發(fā)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(zhuǎn)發(fā)路由，并選到與此路由相應(yīng)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 [1] 取出后發(fā)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(jīng)存儲轉(zhuǎn)發(fā)后會產(chǎn)生較大的時延。分組交換也是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)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(zhuǎn)發(fā)。這就不但具備了報文交換方式提高電路利用率的優(yōu)點，同時克服了時延大的缺點。

電路交換當(dāng)用戶之間要傳輸數(shù)據(jù)時，交換中心在用戶之間建立一條暫時的數(shù)據(jù)電路。電路接通后，用戶雙方便可傳輸數(shù)據(jù)，并一直占用到傳輸完畢拆除電路為止。電路交換引入的時延很小，而且交換機對數(shù)據(jù)不加處理，因而適合傳輸實時性強和批量大的數(shù)據(jù)。特點線路交換可以保證在建立了物理通路后，該物理通路成為一條專用的線路。因此，傳輸信息不再有延遲。但由于計算機傳送信息是間歇的，因此在占用物理通路的全部時間里只有很短的時間是真正用來傳送信息的，這就造成了通信線路的浪費。另外，線路交換建立通路的呼叫過程對計算機通信也嫌太長。

報文交換一般都是利用計算機實現(xiàn)的。發(fā)信端用戶首先把要發(fā)送的數(shù)據(jù)編成電文，連同收信地址等輔助數(shù)據(jù)一起發(fā)往本地交換中心，在那里把它們完整地存儲起來并作適當(dāng)處理。當(dāng)本地交換中心的輸出口有空時,就將電文轉(zhuǎn)發(fā)到下一個交換中心，最后由收信端的交換中心將電文傳遞到用戶。

在交換中，報文從源點到目的地采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。優(yōu)點是：①傳輸可靠性高，它可以有效地采用差錯校驗和重發(fā)技術(shù);②線路利用率高，它可以把多條低速電路集中成高速電路傳輸,并且可以使多個用戶共享一個信道;③使用靈活,它可以進行代碼變換、速率變換等預(yù)處理工作，因而它能在類型、速率、規(guī)程不同的終端之間傳輸數(shù)據(jù)。但是，報文交換不適合于會話型和實時性要求較高的業(yè)務(wù)。一般報文交換要按傳輸數(shù)據(jù)的重要和緊迫程度，分成不同的優(yōu)先等級加以傳輸。

分組交換把數(shù)據(jù)分割成若干個長度較短(一般不超過 128個字符)的分組，每個分組內(nèi)除數(shù)據(jù)信息外還包括控制信息，它們在交換機內(nèi)作為一個整體進行交換。每個分組在交換網(wǎng)內(nèi)的傳輸路徑可以不同。分組交換也采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，并進行差錯檢驗、重發(fā)、返送響應(yīng)等操作，最后收信端把接收的全部分組按順序重新組合成數(shù)據(jù)。特點與電文交換相比，分組交換的優(yōu)點是：①在電文交換中，總的傳輸時延是每個節(jié)點上接收與轉(zhuǎn)發(fā)整個電文時延的總和，而在分組交換中，某個分組發(fā)送給一個結(jié)點后，就可以接著發(fā)送下一個分組，這樣總的時延就減小;②每個節(jié)點所需要的緩存器容量減小，這有利于提高節(jié)點存儲資源的利用率;③傳輸有差錯時，只要重發(fā)一個或若干個分組，不必重發(fā)整個電文，這樣可以提高傳輸效率。分組交換的缺點是每個分組要附加一些控制信息，這會使傳輸效率降低，尤以長電文為甚。一般分組交換提供虛電路和數(shù)據(jù)報兩種基本業(yè)務(wù)。 [2]

混合交換在一個計算機網(wǎng)絡(luò)中同時采用電路交換和分組交換方式，稱為混合交換?；旌系姆椒ㄊ菍魉托诺婪譃椴煌膸?，將一部分帶寬分配給電路交換使用，而將另一部分帶寬分配給分組交換使用。這里所謂的帶寬就是指在一條傳輸信道上允許傳輸信息的頻帶寬度，即能從信道上通過信號的最高頻率。