本文詳細講述了網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)的發(fā)展的四個階段:即:電路交換技術(shù)、報文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)和ATM技術(shù)。
隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)的迅速發(fā)展成為一個不可阻擋的趨勢。如今網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)一共經(jīng)歷了四個發(fā)展階段,即:電路交換技術(shù)、報文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)和ATM技術(shù)。
1.電路交換技術(shù)
一般來說,公眾電話網(wǎng)(PSTN網(wǎng))和移動網(wǎng)(GSM網(wǎng)和CDMA網(wǎng))采用的都是電路交換技術(shù),它的基本特點是采用面向連接的方式,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占用所分配的資源,直到通信結(jié)束,并且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關(guān)的信令協(xié)議。這種方式的優(yōu)點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬,并且實時性強,時延小,交換設(shè)備成本較低,但同時帶來的缺點是網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率不高,一旦電路被建立不管通信雙方是否處于通話狀態(tài),分配的電路都一直被占用。
2.分組交換技術(shù)
由于電路交換技術(shù)僅適用于傳送與話音相關(guān)的業(yè)務(wù),因此這種網(wǎng)絡(luò)交換方式對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言,有著很大的局限性。
首先,數(shù)據(jù)通信具有很強的突發(fā)性,峰值比特率和平均比特率相差較大,如果采用電路交換技術(shù),按峰值比特率分配電路帶寬則會造成資源的極大浪費;按平均比特率分配帶寬,則會造成數(shù)據(jù)的大量丟失。其次,和語音業(yè)務(wù)比較起來,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對時延沒有嚴ge的要求,但需要進行無差錯的傳輸。分組交換技術(shù)就是針對數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)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采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式,將需要傳送的數(shù)據(jù)按照一定的長度分割成許多小段數(shù)據(jù),并在數(shù)據(jù)之前增加相應(yīng)的用于對數(shù)據(jù)進行選路和校驗等功能的頭部字段,作為數(shù)據(jù)傳送的基本單元即分組。采用分組交換技術(shù),在通信之前不需要建立連接,每個節(jié)點首先將前一節(jié)點送來的分組收下并保存在緩沖區(qū)中,然后根據(jù)分組頭部中的地址信息選擇適當?shù)逆溌穼⑵浒l(fā)送至下一個節(jié)點,這樣在通信過程中可以根據(jù)用戶的要求和網(wǎng)絡(luò)的能力來動態(tài)分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高,但是時延性也高。
3.報文交換技術(shù)
報文交換技術(shù)和分組交換技術(shù)類似,也是采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制,但報文交換是以報文作為傳送單元,由于報文長度差異很大,長報文可能導(dǎo)致很大的時延,并且對每個節(jié)點來說緩沖區(qū)的分配也比較困難,為了滿足各種長度報文的需要并且達到高效的目的,節(jié)點需要分配不同大小的緩沖區(qū),否則就有可能造成數(shù)據(jù)傳送的失敗。在實際應(yīng)用中報文交換主要用于傳輸報文較短、實時性要求較低的通信業(yè)務(wù),如公用電報網(wǎng)。
4.ATM技術(shù)
隨著分組交換技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展,出現(xiàn)了傳送話音業(yè)務(wù)的電路交換網(wǎng)絡(luò)和傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的分組交換網(wǎng)絡(luò)兩大網(wǎng)絡(luò)共存的局面。人們希望有一種新的技術(shù)能夠同時向用戶提供統(tǒng)一的服務(wù),包括話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和圖像信息,由此在20世紀80年代末提出了一種全新的技術(shù)——異步傳輸模式(ATM)。ATM技術(shù)將面向連接機制和分組機制相結(jié)合,在通信開始之前需要根據(jù)用戶的要求建立一定帶寬的連接,但是該連接并不獨占某個物理通道,而是和其他連接統(tǒng)計復(fù)用某個物理通道,同時所有的媒體信息,包括語音、數(shù)據(jù)和圖像信息都被分割并封裝成固定長度的分組在網(wǎng)絡(luò)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,同時由于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(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。從技術(shù)角度來講,ATM幾乎無懈可擊,但ATM技術(shù)的復(fù)雜性導(dǎo)致了ATM交換機造價極為昂貴,并且在ATM技術(shù)上沒有推出新的業(yè)務(wù)來驅(qū)動ATM市場,從而制約了ATM技術(shù)的發(fā)展。目前ATM交換機主要用在骨干網(wǎng)絡(luò)中,主要利用ATM交換的高速和對QoS的保證機制,并且主要是提供半永久的連接。
由于上訴的幾種交換技術(shù)都存在著一些不足,它們各自只是適應(yīng)一些特定的業(yè)務(wù),或是在一個特定的范圍內(nèi)使用,而現(xiàn)實生活中對交換技術(shù)的要求卻是越來越高。在這個大趨勢下,出現(xiàn)了兩種或是多種技術(shù)相融合的綜合性交換技術(shù)。
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