TSSN - 交换技术

本章将讨论电信交换系统和网络中的交换技术。

在大型网络中，可能存在多条路径用于将数据从发送方传输到接收方。从可用选项中选择数据必须遵循的路径可以理解为**交换**。信息在各种通信信道之间传输时可能会被交换。

数字流量有三种典型的交换技术。它们是：

现在让我们看看这些技术是如何工作的。

在电路交换中，两个节点通过专用通信路径相互通信。在此，建立一个电路来传输数据。这些电路可能是永久性的或临时的。使用电路交换的应用程序可能必须经过三个阶段。不同的阶段是：

下图显示了电路交换的模式。

电路交换是为语音应用而设计的。电话是电路交换最合适的例子。在用户拨打电话之前，会在网络上建立被叫用户和主叫用户之间的虚拟路径。

电路交换的缺点是：

一旦建立连接，电路模式就会使用专用于数据传输的专用路径在电路交换中建立。电话系统是电路交换技术的常见示例。

在报文交换中，整个报文被视为一个数据单元。数据在其整个电路中传输。使用报文交换工作的交换机首先接收整个报文并将其缓冲，直到有可用的资源将其传输到下一个跳跃点。如果下一个跳跃点没有足够的资源来容纳大型报文，则存储报文，交换机等待。

下图显示了报文交换的模式。

在这种技术中，数据被存储和转发。该技术也称为**存储转发**技术。这种技术被认为是电路交换的替代品。但是，报文传输的端到端延迟之后出现的传输延迟增加了传播延迟，并减慢了整个过程。

报文交换具有以下缺点：

即使网络繁忙，数据分组也会被接收；这会减慢传送速度。因此，这不推荐用于语音和视频等实时应用程序。

分组交换技术源自报文交换，其中报文被分解成称为**分组**的较小块。每个分组的报头包含交换信息，然后独立传输。报头包含诸如源、目标和中间节点地址信息等详细信息。中间网络设备可以存储小型分组，并且在载波路径或交换机的内部存储器中都不会占用太多资源。

进行分组的单独路由，其中不必在同一路径中发送一整套分组。由于数据被分割，带宽减少了。此交换用于执行数据速率转换。

下图显示了分组交换的模式。

可以通过将来自多个应用程序的分组在载波上进行多路复用来提高分组交换的线路效率。使用此分组交换的互联网使用户能够根据优先级区分数据流。根据优先级列表，存储这些分组后进行转发以提供服务质量。

分组交换技术已被证明是一种高效的技术，广泛应用于语音和数据传输中。传输资源使用不同的技术分配，例如统计多路复用或动态带宽分配。

统计多路复用是一种通信链路共享技术，用于分组交换。在统计多路复用中，共享链接是可变的，而在TDM或FDM中是固定的。这是最大限度地利用带宽的战略应用。这也可以提高网络效率。

通过为具有有效数据分组的信道分配带宽，统计多路复用技术组合输入流量以最大限度地提高信道效率。每个流都被分成数据包，并按先到先服务的原则传送。优先级的增加允许分配更多带宽。在统计多路复用中，时间槽不会浪费，而在时分多路复用中，时间槽会被浪费。

网络流量

顾名思义，网络流量只是在给定时间内沿着网络移动的数据。数据传输以分组的形式进行，每单位时间传输的分组数量被认为是负载。控制此网络流量包括管理、优先级排序、控制或减少网络流量。还可以通过几种技术来测量网络上的流量量和类型。需要监控网络流量，因为这有助于网络安全；高数据速率可能会损坏网络。

资源或设施在一段时间内（通常为24小时）完成的总工作量的衡量标准称为**流量量**，以爱尔兰小时为单位测量。流量量定义为平均流量强度和周期的乘积。

$$流量量 = 流量强度 \times 时间周期$$

当网络上的负载大于网络的容量时，据说网络发生了拥塞。当节点的缓冲区大小超过接收到的数据时，流量将很高。这进一步导致拥塞。从一个节点移动到另一个节点的数据量可以称为**吞吐量**。

下图显示了拥塞。

在上图中，当数据分组从发送方A、B和C到达节点时，节点无法以更快的速率将数据传输到接收方。由于严重的拥塞，传输会延迟或可能导致数据丢失。

当在分组交换网络中到达端口的分组过多时，性能会下降，这种情况称为**拥塞**。数据在队列中等待传输。当队列利用率超过80%时，则认为队列拥塞。拥塞控制技术有助于控制拥塞。在下图中，吞吐量和分组发送量之间的关系图显示了拥塞控制传输和非控制传输之间的区别。

用于拥塞控制的技术分为两种类型：开环和闭环。循环因它们发出的协议而异。

开环拥塞控制机制生成用于**避免拥塞**的协议。这些协议被发送到**源**和**目标**。

闭环拥塞控制机制生成允许系统进入拥塞状态，然后**检测**和**消除**拥塞的协议。**显式**和**隐式**反馈方法有助于机制的运行。

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