A. 计算机网络的数据交换技术有四种,分别是
电路交换、报文交换、分组交换、信元交换
电路交换(CS:circuit
switching)是通信网中最早出现的一种交换方式,也是应用最普遍的一种交换方式,主要应用于电话通信网中,完成电话交换,已有100多年的历史。
电话通信的过程是:首先摘机,听到拨号音后拨号,交换机找寻被叫,向被叫振铃同时向主叫送回铃音,此时表明在电话网的主被叫之间已经建立起双向的话音传送通路;当被叫摘机应答,即可进入通话阶段;在通话过程中,任何一方挂机,交换机毁拆除已建立的通话通路,并向另一方送忙音提示挂机,从而结束通话。
报文交换(Message
switching)是一种信息传递的方式。报文交换不要求在两个通信结点之间建立专用通路。结点把要发送的信息组织成一个数据包——报文,该报文中含有目标结点的地址,完整的报文在网络中一站一站地向前传送。
分组交换(PS:packet
switching)的实质就是将要传输的数据按一定长度分成很多组,为了准确的传送到对方,每个组都打上标识,许多不同的数据分组在物理线路上以动态共享和复用方式进行传输,为了能够充分利用资源,当数据分组传送到交换机时,会暂存在交换机的存储器中,然后根据当前线路的忙闲程度,交换机会动态分配合适的物理线路,继续数据分组的传输,直到传送到目的地。到达目地之后的数据分组再重新组合起来,形成一条完整的数据。
信元交换又叫ATM(异步传输模式),是一种面向连接的快速分组交换技术,它是通过建立虚电路来进行数据传输的。
B. 计算机网络之数据交换(电路交换,报文交换,分组交换)
如何实现数据通过网络核心从源主机到达目的主机?
就要经过网络核心进行数据交换,数据不断从一个网络交换到另一个网络,直到到达目的主机。所以网络核心解决的基本问题就是数据交换。
数据交换主要有三种:
最典型电路交换网络:电话网络
电路交换的三个阶段:
电路交换网络如何共享中继线?
通过多路复用技术,电路交换可以共用中继线
报文:源(应用)发送信息整体。比如要发送一个文件,那么这个文件的信息就是要发送的报文。
分组:报文分拆出来的一系列相对较小的数据包
分组交换需要报文的拆分与重组
分组交换相对于报文交换会产生额外开销,因为i要进行数据的拆分和重组
分组交换:统计多路复用
统计多路复用就是,按顺序接受来自多个主机的分组,并且按接受的顺序的发送,并不进行区分,对路由器来说,所有的分组都是等价的,所以分组交换是公用发送信道的。
不同的分组序列顺序是不确定的,按需求共享,谁发送的分组多且快,那么自然占用的就高。
报文交换与分组交换均采用存储-转发交换方式
区别是:
首先从发送速率上来说,报文交换就比较简单,易于分析
对上面的例子来说:
报文交换每次都是交换完整的报文
报文长度为M bits,链路带宽为R bps,每次传输报文需要M/R秒
所以报文要从源主机到目的主机,就需要三次传输延迟
另一方面,路由器至少需要一个报文长度M那么大的缓存
我们再来分析分组交换的过程
分组交换:报文被拆分为多个分组,分组长度为L bits,每个分组传输时延为L/R秒
例:M=7.5 Mbits,L=1500bits,M=5000L,R = 1.5 Mbps。
下面我们来分析分组转发的具体过程:
第一个分组到达第一个路由器所需要的时间,是一个L/R
有趣的在于,在第二个分组到达第一个路由器的时候,第一个分组已经从第一个路由器发到了第二个路由器,这样效率显然提高了,分组交换不同报文交换,可以充分利用链路同时传播的能力
所以分组交换发送完一个报文段,只需要
时间远比报文交换要小
我们再考虑进行分组交换时,路由器的理论最小需要的缓存就是一个分组的大小,因此所需要的缓存也小,发送速率也快,所以计算机网络采用的是分组交换的数据交换方式。
分组交换的报文交付时间的计算公式:
分组交换允许更多用户同时使用网络!——网络资源充分共享
分组交换绝对优于电路交换?
也并不是绝对的,分组交换同时也会产生很多问题,由于是共享的,而且分组数量一多,就会发生拥塞和分组丢失,造成巨大的分组延迟
分组交换适用于突发数据传输网络
电路交换适用于提供电路级性能保障?
C. 电路交换和分组交换的区别是什么为什么计算机网络采用分组交换技术
1、定义不同
电路交换是通信网中最早出现的一种交换方式,也是应用最普遍的一种交换方式,主要应用于电话通信网中,完成电话交换,已有100多年的历史。
在通信过程中,通信双方以分组为单位、使用存储-转发机制实现数据交互的通信方式,被称为分组交换。分组交换也称为包交换,它将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段,在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部,每个带有首部的数据段就构成了一个分组。
2、结构不同
电路交换其基本结构是由交换单元按照一定的拓扑结构扩展而成的,所构成的交换网络也称为互连网络。分组交换其网络结构一般由分分组交换组交换机、网络管理中心、远程集中器、分组装拆设备、分组终端/非分组终端和传输线路等基本设备组成。
3、优缺点不同
电路交换方式的优点是数据传输可靠、迅速,数据不会丢失,且保持原来的序列。缺点是在某些情况下,电路空闲时的信道容量被浪费。
分组交换方式的优点是不同的数据分组可以在同一条链路上以动态共享和复用方式进行传输,通信资源利用率高,使得信道的容量和吞吐量有了很大的提升。缺点是有时延抖动、开销大。
D. 计算机网络的数据交换技术有四种,分别是
电路交换、报文交换、分组交换、信元交换
电路交换:端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。
报文交换:无须预约传输带宽,动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高,通信迅速。
分组交换:具有报文交换之高效、迅速的要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。
信元交换又叫ATM(异步传输模式),是一种面向连接的快速分组交换技术,它是通过建立虚电路来进行数据传输的。
(4)计算机网络多数采用电路交换方式扩展阅读:
报文交换的原理是当发送方的信息到达报文交换用的计算机时,先存放在外存储器中,待中央处理机分析报头,确定转发路由,并选到与此路由相应的输出电路上进行排队,等待输出。一旦电路空闲,立即将报文从外存储器取出后发出,这就提高了这条电路的利用率。
报文交换虽然提高了电路的利用率,但报文经存储转发后会产生较大的时延。分组交换也是一种存储转发交换方式,但与报文交换不同,它是把报文划分为一定长度的分组,以分组为单位进行存储转发。
这就不但具备了报文交换方式提高电路利用率的优点,同时克服了时延大的缺点。
参考资料来源:网络-数据交换
E. 计算机按信息交换方式可分为哪几种
可分为:电路交换网,分组交换网,报文交换网。其他分类按照网络的传输技术:广播式网络,点对点式网络。根据其工作模式分为:对等网,客服机/服务器网络。按传输介质分为:有线网,光纤网,无线网。按拓扑机构分为:星型,总线型,环型,树型,网状。按通信距离分为:局域网(Local Area Network,LAN)、,广域网(Wide Area Network,WAN)和城域网(Metropolitan Area Network,MAN)。计算机网络定义:将分散在不同地点的具有独立功能的计算机系统,用通信线路和通信设备连接起来,再配以相应的网络软件,以实现数据传输和资源共享的集合。F. 现代计算机网络采用的交换方式主要是_________。
电路交换:建立连接之后传输。
报文交换:把要发送的数据当成一个整体(报文)传送出去。
分组交换:把要发送的数据分成组传送出去。
G. 在计算机网络在使用的交换技术主要有哪三个
电路交换技术 、分组交换技术 、报文交换技术
H. 计算机网络采用什么交换技术
计算机网络采用电路交换、报文交换、分组交换、信元交换四种技术。计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来。在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
随着计算机及其互联技术(也即通常所谓的“网络技术”)的迅速发展,以太网成为了迄今为止普及率最高的短距离二层计算机网络。而以太网的核心部件就是以太网交换机。
不论是人工交换还是程控交换,都是为了传输语音信号,是需要独占线路的“电路交换”。而以太网是一种计算机网络,需要传输的是数据,因此采用的是“包交换”。但无论采取哪种交换方式,交换机为两点间提供“独享通路”的特性不会改变。就以太网设备而言,交换机和集线器的本质区别就在于:当A发信息给B时,如果通过集线器,则接入集线器的所有网络节点都会收到这条信息(也就是以广播形式发送),只是网卡在硬件层面就会过滤掉不是发给本机的信息;而如果通过交换机,除非A通知交换机广播,否则发给B的信息C绝不会收到(获取交换机控制权限从而监听的情况除外。
I. 计算机网络中广泛使用的交换技术是什么
一、网络交换技术发展历程
1.电路交换技术
网络交换技术共经历了四个发展阶段,电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术和ATM技术。公众电话网(PSTN网)和移动网(包括GSM网和CDMA网)采用的都是电路交换技术,它的基本特点是采用面向连接的方式,在双方进行通信之前,需要为通信双方分配一条具有固定带宽的通信电路,通信双方在通信过程中将一直占用所分配的资源,直到通信结束,并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。这种方式的优点是在通信过程中可以保证为用户提供足够的带宽,并且实时性强,时延小,交换设备成本较低,但同时带来的缺点是网络的带宽利用率不高,一旦电路被建立不管通信双方是否处于通话状态,分配的电路都一直被占用。
2.分组交换技术
电路交换技术主要适用于传送和话音相关的业务,这种网络交换方式对于数据业务而言,有着很大的局限性。首先数据通信具有很强的突发性,峰值比特率和平均比特率相差较大,如果采用电路交换技术,若按峰值比特率分配电路带宽则会造成资源的极大浪费,如果按照平均比特率分配带宽,则会造成数据的大量丢失。其次是和语音业务比较起来,数据业务对时延没有严格的要求,但需要进行无差错的传输,而语音信号可以有一定程度的失真但实时性一定要高。分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式,它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式,将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据,并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段,作为数据传送的基本单元即分组。采用分组交换技术,在通信之前不需要建立连接,每个节点首先将前一节点送来的分组收下并保存在缓冲区中,然后根据分组头部中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一个节点,这样在通信过程中可以根据用户的要求和网络的能力来动态分配带宽。分组交换比电路交换的电路利用率高,但时延较大。
3.报文交换技术
报文交换技术和分组交换技术类似,也是采用存储转发机制,但报文交换是以报文作为传送单元,由于报文长度差异很大,长报文可能导致很大的时延,并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难,为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的,节点需要分配不同大小的缓冲区,否则就有可能造成数据传送的失败。在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业务,如公用电报网。报文交换比分组交换出现的要早一些,分组交换是在报文交换的基础上,将报文分割成分组进行传输,在传输时延和传输效率上进行了平衡,从而得到广泛的应用。
4.ATM技术分组交换技术的广泛应用和发展,出现了传送话音业务的电路交换网络和传送数据业务的分组交换网络两大网络共存的局面,语音业务和数据业务的分网传送,促使人们思考一种新的技术来同时提供电路交换和分组交换的优点,并且同时向用户提供统一的服务,包括话音业务、数据业务和图像信息,由此在20世纪80年代末由原CCITT提出了宽带综合业务数字网的概念,并提出了一种全新的技术——异步传输模式(ATM)。ATM技术将面向连接机制和分组机制相结合,在通信开始之前需要根据用户的要求建立一定带宽的连接,但是该连接并不独占某个物理通道,而是和其他连接统计复用某个物理通道,同时所有的媒体信息,包括语音、数据和图像信息都被分割并封装成固定长度的分组在网络中传送和交换。ATM另一个突出的特点就是提出了保证QoS的完备机制,同时由于光纤通信提供了低误码率的传输通道,所以可以将流量控制和差错控制移到用户终端,网络只负责信息的交换和传送,从而使传输时延减少,ATM非常适合传送高速数据业务。从技术角度来讲,ATM几乎无懈可击,但ATM技术的复杂性导致了ATM交换机造价极为昂贵,并且在ATM技术上没有推出新的业务来驱动ATM市场,从而制约了ATM技术的发展。目前ATM交换机主要用在骨干网络中,主要利用ATM交换的高速和对QoS的保证机制,并且主要是提供半永久的连接。
二、电路交换技术和分组交换技术的融合
1.综合交换机技术
虽然ATM技术没有让人们实现“综合业务”的梦想,但人们一直在寻找一种途径试图实现在一个网络上提供各种业务,电信运营商也希望能够充分利用现网资源,尽量为用户提供丰富的业务。首先提出的技术就是综合交换机技术,主要是通过对现有的电路交换网络进行改造,来达到同时支持电路交换和宽带交换(包括ATM交换和IP交换)的目的。许多厂家也先后开发了综合交换机,并且相关的行业标准《综合交换机技术规范》也已经制定和颁布。综合交换机具有窄带交换机的功能,同时还要具有宽带交换机的功能。目前的综合交换机的实现方式主要有两种:一种是采用混合交换节点的方式,在交换机内部配置有多个独立交换矩阵,即电路交换矩阵、ATM和IP分组交换模块,传统的PSTN呼叫还主要由电路交换模块进行处理,和宽带相关的业务则交由宽带分组处理模块进行处理,当两个模块之间需要交互时需要进行协议转换。另一种是采用融合交换节点的方式,综合交换机内部基本上只有一个单一的ATM或IP交换矩阵,例如上海贝尔的宽带交换机S12 P3S即直接采用ATM技术作为核心交换技术,所有的媒体信息都转换成ATM信元在交换机内部进行处理,对外则同时支持电路交换网、ATM网和IP网。采用融合方式的综合交换机由于内部已改为统一的交换平台,在灵活快速的业务部署方面有很大的优势。综合交换机由于综合多种功能,所以造价也比较高,主要用在业务量较大的关口局和端局,不适合全网推行。
2.IP电话技术
综合交换机主要是采用对电路交换机进行改造的方式来支持分组交换的方式,在探索电路交换技术和分组交换技术融合的过程中,人们同时也希望能够利用分组网络来传送话音业务,此时基于Web应用的出现,Internet网络以惊人的速度发展起来,并最终发展成为一个全球性的网络,人们使用Internet网络来得到各种服务。Internet网络是基于IP技术,属于分组交换技术,采用尽力而为的方式,对每个分组根据路由信息和网络情况独自进行传输和选路。Internet网络主要用来传送数据业务,伴随着Internet的巨大成功,已使IP技术成为未来信息网络的支柱技术,基于TCP/IP的网络技术不仅成为传送数据业务的主导技术,而且传统的电信运营商开始尝试使用IP技术来传送话音业务。现在传统的电信运营商一般都组建了自己的IP网络,除了在IP网络上提供目前利润相对较低的数据业务之外,运营商希望能够充分利用现有资源向用户提供丰富的业务,最主要的是话音业务,目前话音业务仍然属于运营上最主要的收入来源,最早出现的在分组网上传送语音业务的应用就是IP电话技术。
IP电话技术目前已经成为人们比较熟悉的业务,主要采用H.323系列协议,包括负责呼叫建立的信令协议H.225和负责建立媒体通道的H.245协议,语音业务采用RTP分组的方式在IP网中进行传输。IP电话的语音质量虽然没有传统电路交换网向用户提供的语音质量高,但H.323协议被普遍认为是目前在分组网上支持语音、图像和数据业务最成熟的协议,目前在IP电话领域得到广泛应用。世界上有很多利用H.323协议组建的VoIP网络正在运营。但H.323的有些缺点也很明显。首先,H.323协议中的呼叫控制信令是以Q.931为基础的。Q.931协议是一种基于UNI接口的协议,协议本身比较简单,没有关于NNI接口的定义。这在专用网内实现计算机-计算机的呼叫没有问题,但要提供全国性业务及PSTN-to-PSTN连接则必须依赖NNI接口。其次,H.323网络中使用的是集中式的网关,网关要同时处理媒体流和信令流,在处理能力上也限制了H.323网络的发展。目前,ITU-T借鉴IETF相关规范的经验,在进一步扩展和修订H.323系列协议。另外,和SIP相比较,H.323协议的可扩展性较差,并且为了在H.323网络提供类似在电路交换网络上向用户提供的业务,许多厂家都对H.323协议进行了扩展,所以不同厂家的H.323设备之间的互联也是一个H.323网络发展所面临的一个重要问题。
但是IP电话的成功应用和相当程度的市场占有份额让人们看到业务融合的曙光,人们逐渐认识在分组网上可以传送话音业务,并且可以达到较为理想的通信效果。并且分组交换具有很多潜在的性能优点,一个优点是高效利用传输通道的通信能力,尤其是对突发传输更是如此。尽管语音所表现出的突发性没有交互式数据那么突出,但还是以突发期/静音期的方式表现出一定的突发性。平均突发期的长度取决于所使用的静音侦测器,在典型的电话交谈中,单个语音源只有大约35-45%的时间里是活动的。另外一个优点是统计复用,这样呼叫阻塞是所需平均带宽,而不是峰值带宽的函数。因此在传输控制,计费等方面的可以更灵活。正因为这些优点,因特网语音应用,尤其是IP电话,已经成为“三网合一”大潮中最引人注目的应用之一。
三、软交换技术
随着IP电话技术的发展,通信业内基本上达成了未来电信网络的核心将采用分组交换技术的共识,并且在这种共识之下,针对目前IP电话技术所存在的缺点从技术角度进行了改进,首先是将网关呼叫控制和媒体交换的功能相分离,并最终提出了软交换的概念。软交换技术虽然仍然采用分组网络作为承载网络,但是从技术角度来讲,软交换技术仍然可以看作是交换技术发展的又一个里程碑。传统的电路交换和分组交换网络在每个网络节点上都集中了太多的智能,在电路交换网络中,网络节点不仅要负责呼叫控制,处理所有和呼叫相关的信息,同时还需要负责进行话音通路的建立,同时,在电路交换网络中,许多业务都需要在网络节点上配置相关的业务逻辑,目前许多业务都需要在端局上作数据,这样也制约了业务的及时提供。在以H.323网络为代表的分组交换网络中,如上所述网关设备也需要同时进行呼叫控制和媒体流的建立,分组的处理时延较长并且对网络节点的要求也比较高。软交换技术提出的一个新的概念就是将呼叫控制、承载建立、业务逻辑相分离,各实体之间通过标准的协议进行连接和通信,在网上可更加灵活地提供业务。其中的软交换设备实际上是一个基于软件的分布式交换/控制平台,是实现传统程控交换机“呼叫控制”功能的实体。它将呼叫控制功能从传统的网关中分离出来,公开业务、控制、接入和交换间的协议,从而真正实现多厂家的网络运营环境,并可方便地引入多种业务。
采用软交换技术组建电信网络正在从试验阶段走向商用阶段,国内外的各个运营商都对软交换技术倾注了极大的热情,希望能够利用软交换技术来达到拓展业务种类、增加市场份额的目的。从标准的角度来讲,国内外的标准机构都在加紧制定和软交换技术相关的一系列技术规范,标准上不仅将软交换技术作为固定网络发展的核心技术,而且移动网络也将软交换技术作为未来网络的核心技术。软交换技术从提出、发展到完善和成熟,还需要经历技术的考验和市场的考验。【望采纳】