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浅析数据通讯和交换技术在计算机网络中的应用

2020-03-09 463 上传者：管理员

摘要：随着当前互联网的发展，人们生活与工作中不可或缺的重要内容之一就是计算机网络的数据通讯，而且当前社会也对该通讯提出了更高要求。近几年，有关数据通讯及交换技术在计算机网络中的研究已经开展得很火热，为计算机通讯水平的提升打下了坚实的基础。因此，下文对计算机网络数据通讯进行了介绍，研究分析了其中常见的数据交换技术。

关键词：
互联网
交换技术
数据通讯
计算机网络
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计算机网络的快速发展与不断成熟,为人们带来了巨大便利,尤其是数据通讯水平的提升,给当今社会提供了更加便利、安全、可靠的通讯手段,有利于促进社会发展以及计算机信息水平的提升。计算机网络的数据通讯是依靠交换技术实现的,因而在近年来,关于相应数据交换技术的研究与应用越来越广泛,直接推动了现代网络的飞速发展。

1、计算机网络数据通讯概述

随着信息技术的快速发展,计算机网络已经成为当代十分重要的通讯网络,渗透到人们生活与工作的方方面面。同时,相应的数据通讯也逐渐成熟,其大容量、简单方便、低廉的数据传输,也使得该通讯方式成为当前难以被取替的重要传输方式。而其数据通讯本身是基于数据交换技术而实现的,即通过多台计算机之间的数据交换来完成通讯,接受或者传输数据与信息。而且为了保障数据传输的安全和稳定,该网络通讯方式通常会设置大量的节点,计算机之间的数据传输可以通过任意连接的节点完成。这不但能够在节点与计算机之间形成安全的链接闭环,同时也能充分避免某一节点发生故障时整个网络通讯陷入瘫痪的情况。

2、计算机网络中常见的数据交换技术

2.1 电路交换技术

电路交换是最常规、传统的数据交换技术,其交换的根本在于利用电路,故而必须在通讯前将线路连接起来。该技术在实际应用时,通常可以分为三大阶段。首先是建立连接。在一开始,需要在已经连接好的线路中,从初始站点对某一结束站点发送通讯请求,从而在两个站点之间构成一条畅通的线路通道并作为数据通讯的渠道。在这一过程中,必然会经过大量节点,在系统的自动管理下,往往会将就近的、空闲的节点分配出来,从而构成一个较为空闲的线路,实现呼叫在各节点间的层层传递,直到到达目标站点为止。其次是占用线路。在通讯线路已经分配好后,站点之间会进行数据交换,此时会占用之前已经建立好的连接线路,从而保障通讯过程的稳定。最后是拆除连接。在数据交换结束之后,被占用的连接线路会被拆除,将线路上的各节点释放为空闲状态,以便后续其它连接线路的正常建立。也就是说,计算机网络中数据通讯的电路交换技术,实际上就是这三个阶段的重复与循环,依靠大量节点所形成的复杂线路网络完成通讯请求。

2.2 报文交换技术

顾名思义,报文交换技术就是将网络数据信息封装成报文的形式,并依靠网络中的节点完成数据传输。该方式与传统电路交换相比,最大的区别就在于其将数据传出在报文之中,将通讯传输单位由之前的数据变为了报文,也可以视作数据块,而且其不存在长度限制。最为关键的一点在于,该交换方式时通过附加在报文上的地址来确定目标站点,可以直接依靠路由信息找出通讯线路节点并挖按成数据传输,这就无需提前进行呼叫并建立连接,在传输耗时上得以大幅减少。因此综合来看,报文交换技术的优势主要体现在可一次性传输的数据容量大,而且无需提前建立连接,耗时较少。而且在无需提前建立连接的前提下,该方式可以直接将报文传输至多个目标站点,不用按照预定的线路进行单一传输,在通讯效率方面有着显著增长。当然,该方式也有着一定缺陷,包括无法实现实时或者交互式通讯,延时较高,一次性传输过多数据可能出现报文丢失的情况,成本高昂等。

2.3 分组交换技术

分组交换实际上就是利用分组终端,将需要传输的数据信息分割为多个数据段,然后通过节点完成传输。简单来说,该方式就是将原本的数据信息进行分割,并将分割后的新数据通过不同的节点进行传输,从而选择最佳的路由与线路。而接收端在接收这些信息后,只需要依照原本的顺序进行还原组合即可。这种方式最大的特点就在于能够将数据进行分割并分开进行传输,从而能够选择更加合适的、多元化的传输路径,不管是传输速度还是质量都有着一定保障。该方式还能实现不同类型终端间的有效通讯,在适用性方面有着巨大优势。不过该方式对技术有着较高要求,目前还难以推广。

2.4 帧中继技术

帧中继技术实际上就是一种简化的X.25广域网技术,即在传统的物理线路上建立多条虚拟电路。这些虚拟线路同样有着独特的标识,并能够与相应的对端接口实现有效连接,从而提供数据传输通道。该技术的优势在于以光纤作为介质,故而具有光纤传输的大量优点,如传输质量高、吞吐量大、资源利用率高等。不过,该技术本身有着实时传输性能不佳的缺陷,并且对线路质量及终端设备智能化要求偏高。

2.5 ATM异步传输技术

ATM异步传输是指结合了分组交换技术与电路交换技术的综合性技术,其继承了二者的在传输效率及速度方面的优势,具有巨大应用优势。在实际应用该技术时,需要使用面向连接的快速分组交换技术。

2.6 物联网技术

随着现代通信工程的快速发展,物联网已经成为互联网发展的重要方向,并在人们的生活与工作中得以广泛应用。虽说当前4G网络还难以完全满足物联网应用需求,但是随着5G时代的到来,这一问题将迎刃而解。对计算机网络数据通讯而言,物联网的发展同样对其数据交换技术提出了更高要求,主要体现在对数据的自动化、智能化处理上,实现基于人工智能的万物互联。其中,无线接入技术与人工智能技术是计算机网络支持物联网发展的重要技术,在近年来得以大量研究并取得一定程度的应用。

3、计算机网络数据交换技术发展研究

随着现代技术的不断发展,计算机网络数据交换技术得以不断创新与进步,出现了大量更加先进的交换技术。实际上,未来网络数据交换技术的发展必然是与网络通讯发展同步的。就当前来看,计算机通讯网络正处于电传输与光传输及电交换阶段的过渡时期,现有的各种数据交换技术都属于电传输和交换技术以及部分光传输技术。随着时代的发展,通讯网络将进入光传输和交换阶段,信道中的电信号将被光信号所取替,仅有终端处已就位电信号。两相比较,光信号不管是在传输速度、安全性还是稳定性方面,均是电信号难以比拟的,故而可以预见未来的计算机通讯网络将得到质的飞跃,同时出现更多先进的数据交换技术,如光包交换技术、光路交换技术等。而且随着5G时代、物联网时代的到来,计算机网络数据交换技术的发展不单单聚焦于传输速度、效率和稳定性等方面,还会在人工智能、无线接入、应用场景等方面寻求突破。

4、结束语

综合上述分析可知,计算机网络的数据通讯离不开数据交换技术的支持,关于该技术的研究与应用也逐渐成为通讯行业关注的重点内容。当前的数据交换技术各有优劣,需要在实际应用时灵活选择,同时还需要不断加强技术研发,推动技术创新,为计算机网络数据通讯水平的提升奠定基础。

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