1. 计算机网络中,数据交换方式有哪几种
在计算机网络中,数据交换的方式有:
(1)线路交换。在数据传送之前需建立一条物理通路,在线路被释放之前,该通路将一直被一对用户完全占有。
(2)报文交换。报文从发送方传送到接收方采用存储转发的方式。在传送报文时,只占用一段通路;在交换节点中需要缓冲存储,报文需要排队。因此,这种方式不满足实时通信的要求。
(3)分组交换。此方式与报文交换类似,但报文被分成组传送,并规定了分组的最长度,到达目的地后需重新将分组组装成报文。这是网络中最广泛采用的一种交换技术。
2. 4、 常用的数据交换技术有哪几种各有何特点
通常,网络系统所采用的数据传输技术有以下三种:电路交换、报文交换和分组交换.
电路交换
电路交换的原理是:在数据传输时,源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理链路,此线路将一直保持到数据传输结束.若是这两个节点之间的通信量很大,则可同时建立多条连接.
使用这种技术,在传输数据之前会事先建立一条端到端的线路.举个例子,在两个终端A,B之间有由a、b、c、d、e五个节点组成的网络,A与a直连,B与b直连,而a、b节间无直接连接.A向a发出连接请求,要与B通信.此时,A到a的电路是专用的,早已存在.而节点a必须在通向节点b的路径中找到下一条支路.如果它选择了到c的电路,则在此电路上分配一个未用的通道,并告诉要连接b.于是,c在重复a的动作并如此循环直至连接到b,最终建立起到B的线路.这样,a、b之间就有了一条专有线路用于A、B间的通信.这种传输自然是相互的.数据经过节点时几乎没有延迟和阻塞,除非线路有意外或节点出现故障.数据传输完成后,由通信的某一方发出拆除电路请求,对方作出相应释放链路.
电路交换的有点在于数据传输可靠、迅速,且保持原有序列.但是,一旦通信双方占有一条通道后,即使不传送数据,其他用户也不能使用,造成资源浪费.
电路交换适于数据传输要求质量高,批量大的情况.典型的是电话通信网络.
报文交换
为解决电路交换占用通道的缺陷,报文交换产生.其原理是:数据以报文为单位传输,长度不限且可变.数据传送过程采用存储-转发的方式.发送方在发送一个报文时把目的地址附加在报文上,途径的节点根据报文上的地址信息,将报文转发到下一个节点,接力式的完成整个传送过程.每个节点在受到报文后,会将之暂存并检查有无错误,然后通过路由信息找出适当路线的下一个节点的地址,再把报文传送给下一个节点.这个过程中,报文的传输只是占用两个节点之间的一段线路,而其他路段可传输其他用户的报文.于是,这种解决方案不会像电路交换占用终端间的全部信道.但是,报文在经过节点时会产生延迟.这段延迟包括接收报文所有位(bit)所需的时间,等待时间和发送到下一个节点所需的排队延迟.
相对于电路交换,报文交换的优点有:线路效率高;节点可暂存报文并对报文进行差错控制和码制转换;电路交换网络中,通信量很大时将不能接收某些信息,但在报文交换网络中却仍然可以,只是延迟会大些;可以方便地把报文发送到多个目的节点;建立报文优先权,让优先级高的报文优先传送.
报文交换也是存在缺点的.首先,它不能满足实时交互式的通信要求,经过网络的延迟可能会有不小的变化.其次,有时节点收到的报文太多以致不得不丢弃或阻止某些报文.最后,对交换节点的存储量有较高要求.
分组交换
为了更好地利用信道资源,降低节点中数据量的突发性,在报文交换的基础上发展出了分组交换.在分组交换的网络中,每个分组的长度有一个上限,因此,一个较长的报文会被分割成若干份.每个分组中都包含数据和目的地址.传输过程和报文交换类似,只是由于限制了每个分组的长度,减轻了节点负担,改善了网络传输性能.
分组交换的特点是:1、把数据传送单位的最大长度作出了限制,从而降低了节点所需的存储量.2、分组是较小的传输单位,只有出错的分组会被重发而非整个报文,因此大大降低了重发比例,提高了交换速度.3、源节点发出第一个报文分组后,可以连续发出随后的分组,而这时第一个分组可能还在途中.这些分组在各节点中被同时接收、处理和发送,而且可以走不同路径以随时利用网络中的流量分布变化而确定尽可能快的路径.
终端与主机间的通信通常采用分组交换.
3. 请问常见的数据交换技术有哪些啊
通常使用的数据交换技术有三种:
◆线路交换;
◆报文交换;
◆分组交换。
一、数据交换技术线路交换:
所谓线路交换是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通讯线路。电话系统,这种线路交换系统,在两个站之间有一个实际的物理连接,这种连接是节点之间的连接序列。在传输任何数据之间都必须建立点到点的线路。
如站1发送一个请求到节点2,请求与站点2建立一个连接,那么站点1到节点1是一条专用线路。在交换机上分配一个专用的通道连接到节点2再到站点2的通讯。至此就建立了一条从站点1经过节点2再到站点2的通讯物理通道。
这样就可以将话音从站点1传送到站点2了,一般来说这种连接是全双工的,可以在两个方向传输话音(数据)。在数据传送完成后,就要进行对建立的通道进行拆除,一般情况下由这两个站中的其中一个来完成,以便释放专用资源。
二、数据交换技术报文交换:
这种交换方式不需要在两个站点之间建立一条专用通路,如果一个站想要向站点2发送一个报文(信息的一个逻辑单位),它把站点2的地址(编码方式,叫做地址码)附加在要发送的报文上。然后把报文通过网络从节点到节点进行发送,在每个节点中(如要通过多个节点才能发送到站点2)完整地接收整个报文且暂存这个报文。
然后再发送到下一个节点。在交换网中,每个节点是一个电子或机电结合的交换设备,每个节点通常是一台通用的小型计算机。它具有足够的存储容量来缓存进入的报文。一个报文在每个节点的延迟时间等于接收报文的所有位所需要的时间,加上等待时间和重传到下一节点所需要的排队延时时间。
报文数据交换技术有以下优点:
◆线路效率较高,这是因为许多报文可以用分时方式共享一条节点到节点的通道。
◆不需要同时使用发送器和接收器来传输数据,网络可以在接收器可用之前暂时存储这个报文。
◆在线路交换网上,当通讯量变得很大时,就不能接受某些呼叫。而在报文交换上却仍然可以接收报文,只是传送延迟会增加。
◆报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地。
◆能够建立报文的优先权。
◆报文交换网可以进行速度和代码的转换,因为每个站都可以用它特有的数据传输率连接到其他点,所以两个不同传输率的站也可以连接,另外还可以转换传输数据的格式。
三、分组交换:
分组交换方式兼有报文交换和线路交换的优点。其形式上非常像报文交换。主要差别在于分组交换网中要限制传输的数据单位长度,一般在报文交换系统中可传送的报文数据位数可做得很长。
而在数据交换技术中,传送报文的最大长度是有限制的,如超出某一长度,报文必须要分割成较少的单位,然后依次发送,我们通常称这些较少的数据单位为分组。这就是报文交换与分组交换所不同之处。
以例A站发送一个分组到节点4,节点4暂存它,然后把它发送到节点与节点5把它发送到节点6,然后送到E站,分组中包含了数据和目的地址码。分组拷贝暂存起来的目的是为了纠正错误。在网络中是通过数据报和虚电路来管理这些分组流的。
4. 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。
5. 网络交换技术有哪些
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。但从技术的角度来讲,软交换技术的提出有着深厚的历史背景和技术背景,可以预见,软交换技术必定会成为未来网络发展过程中一个重要技术
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6. 网络交换技术有哪些
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S12P3S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。
7. 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、分组交换及ATM。电路交换是通过交换节点在一对站点之间建立专用通信通道而进行直接通信的方式。报文交换是以报文为数据交换的单位,报文携带有目标地址、源地址等信息,在交换结点采用存储转发的传输方式。分组交换,不需要事先建立物理通路,只要前方线路空闲,就以分组为单位发送,中间节点接收到一个分组后,不必等到所有的分组都收到就可以转发。 ATM 是一种融电路交换和分组交换两种技术优点的传输方式,这种技术适用于高带宽和多媒体传输,可用来高速传输话音、数据、图形和电视信号。