計算機網絡中廣泛使用的交換技術是

2023-06-05 08:29:51

　　1、電路交換技術:

　　網絡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絡的帶寬利用率不高，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，這種網絡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衝區中，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絡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衝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衝區，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絡和傳送數據業務的分組交換網絡兩大網絡共存的局面，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提出了寬帶綜合業務數字網的概念，並提出了一種全新的技術——異步傳輸模式（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，但是該連接並不獨佔某個物理通道，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絡中傳送和交換。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，網絡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技術的複雜性導致了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絡中，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。

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