电信网络中的电路交换技术

广域网的交换技术主要分为电路交换以及分组交换两种。

1.电路交换

电路交换是广域网早期使用的一种交换方式, 是指需要通信的双方通过运营网络建立一条专用物理电路, 直到数据传输结束。 在电信运营商的网络中电路交换应用广泛, 其操作过程与普通的电话拨号过程类似。 公用电话交换网 (Public Switched Telephone Network,PSTN)、综合业务数字网(Integrated Service Digital Network, ISDN), 均是采用电路交换技术的广域网。

用电路交换方式实现数据传输, 需要经过3 个过程： 建立电路连接(简称建立连接)、数据传输和拆除电路连接(简称拆除连接)。

1) 建立电路连接

在数据传输之前, 需要通过呼叫来建立连接电路。 呼叫时可以先使用电话拨号, 拨通以后再切换到计算机上； 或者可以直接将计算机与自动拨号的调制解调器连接, 通过计算机输入电话号码进行呼叫。 呼叫拨号以后, 经过各级电话局的转接, 电路连接就建立起来了。

2) 数据传输

电路连接建立好以后, 呼叫的两台主机之间就可以进行数据传输了。 在数据传输期间,这条临时的专用通道将被一直占用, 直到通话结束才能进行拆除连接的操作。

3) 拆除电路连接

在呼叫的两台主机之间数据传输结束以后, 就可以拆除临时的专用通道了, 这时其他的通信服务就可以使用空闲下来的通道。

2.分组交换

分组交换属于存储交换方式, 是广域网中使用较为普遍的交换技术。 在广域网中, 被传输的文件通常被划分为若干个分组再传入分组交换网, 到达节点交换机的每个分组, 首先被存储下来, 然后再通过路由表寻找下一个节点交换机的连接端口, 再通过该端口进行转发,经过逐个节点的转发, 使其最终到达目的端。(www.xing528.com)

在广域网中, 数据的分组传输有虚电路和数据报两种方式, 其中虚电路主要提供的是面向连接的数据传输, 而数据报则提供的是面向无连接的数据传输。

1) 虚电路方式

虚电路是一种逻辑电路, 可以实现在源节点与目的节点之间数据的可靠传输。 通过虚电路方式进行数据传输, 需要在源节点与目的节点之间建立一条虚电路, 数据传输结束以后,需要拆除连接。 在虚电路方式中, 所有的数据分组都需按照建立连接时选择的固定路径传输, 所有分组都按序到达, 目的端无须进行排序处理, 可以直接组装报文。

虛电路又分为临时虚拟电路(SVC) 和永久虚拟电路(PVC) 两种不同的形式。

临时虚拟电路是一种根据需求动态建立的虚拟电路, 当数据传输结束以后, 建立的电路将被自动终止。 临时虚拟电路的通信过程主要分为建立连接、传输数据、拆除连接3 个过程。 由于在建立连接和拆除连接阶段, 临时虚拟电路需要占用较多的网络带宽, 所以主要适用于非经常性的数据传输网络。

永久虚拟电路是一种永久性建立的虚拟电路。 永久虚拟电路不需要占用额外的带宽, 这是由于其没有建立连接和拆除连接的过程, 只有数据传输的过程, 所以带宽的利用率较高,一般应用于数据传输较为频繁的网络环境。 不过与临时虚拟电路相比, 永久虚拟电路的成本较高。

2) 数据报方式

数据报方式提供的是面向无连接的数据传输服务, 在数据传输时, 无须按照事前设定好的路径进行数据传输, 也没有建立连接、维持连接及拆除连接的过程。

在数据报方式中, 网络提供数据报服务的特点是网络随时都可以接收数据分组, 每个数据报都会携带一个完整的地址, 即网络会为每个数据分组进行独立的路由寻址。 由于各个数据分组都是单独寻址, 所以到达目的端以后需要对各个数据分组进行排序处理。

两种传输方式相比, 各有特点。 虚电路的数据传输方式, 需要事先建立一条通路, 按照事先选择的路径进行传输, 数据到达目的端后无须排序。 并且, 虚电路方式在网络层能解决差错控制、拥塞控制, 提高了可靠性, 但时间的开销会比较大。 采用数据报的方式进行数据传输, 网络只是尽最大可能地将数据分组发送到目的主机, 但与源主机之间没有任何承诺。数据传输至目的端后的顺序是不固定的, 网络也不保证所传输的数据不丢失, 所以数据报方式是不可靠的数据传输, 不能保证数据传输的质量。 但数据报的传输方式简单, 它将差错控制及拥塞控制都交由端主机去处理, 减少了时间开销。