數據交換技術(Data Switching Technology)
在數據通信線路中，最簡單的形式是在由某種傳輸介質直接連接的兩臺設備之間進行通信。但在長距離通信中，從源站發出的數據一般還需要經過網絡中一個或多個用作交換設備的中間結點，由相應結點的交換設備把數據從一個結點傳送到另一個結點，直至到達目的站。通常我們將交換網絡中所有通信的發送方與接收方的主機均簡稱為站，而將通信交換設備簡稱為結點。這些結點以不規則的網狀結構用傳輸線路互相連接起來，而每個站點都連接到某個結點上。
在交換網絡中，站點之間需要通過有關結點之間的數據交換才能實現數據通信，基本的交換技術有兩類：電路交換與存儲轉發，存儲轉發又可以分為報文交換和分組交換，分組交換則可分為面向連接的虛電路傳輸和無連接的數據報傳輸。目前，最具有發展前景的是高速分組交換技術。
一、電路交換(Circuit Switching)
電路交換(Circuit Switching)是在兩個站點之間通過通信子網的結點建立一條專用的通信線路，這些結點通常是一臺采用機電與電子技術的交換設備(例如程控交換機)。也就是說，在兩個通信站點之間需要建立實際的物理連接，其典型實例是兩臺電話之間通過公共電話網絡的互連實現通話。
電路交換實現數據通信需經過下列三個步驟：首先是建立連接，即建立端到端(站點到站點)的線路連接；其次是數據傳送，所傳輸數據可以是數字數據(如遠程終端到計算機)，也可以是模擬數據(如聲音)；最后是拆除連接，通常在數據傳送完畢后由兩個站點之一終止連接。 電路交換的優點是實時性好，但將電話采用的電路交換技術用于傳送計算機或遠程終端的數據時，會出現下列問題：①用于建立連接的呼叫時間大大長于數據傳送時間(這是因為在建立連接的過程中，會涉及一系列硬件開關動作，時間延遲較長，如某段線路被其他站點占用或物理斷路，將導致連接失敗，并需重新呼叫)；②通信帶寬不能充分利用，效率低(這是因為兩個站點之間一旦建立起連接，就獨自占用實際連通的通信線路，而計算機通信時真正用來傳送數據的時間一般不到10%，甚至可低到1%)；③由于不同計算機和遠程終端的傳輸速率不同，因此必須采取一些措施才能實現通信，如不直接連通終端和計算機，而設置數據緩存器等。
二、報文交換(Message Switching)
報文交換(Message Switching)是通過通信子網上的結點采用存儲轉發的方式來傳輸數據，它不需要在兩個站點之間建立一條專用的通信線路。報文交換中傳輸數據的邏輯單元稱為報文，其長度一般不受限制，可隨數據不同而改變。一般它將接收報文站點的地址附加于報文一起發出，每個中間結點接收報文后暫存報文，然后根據其中的地址選擇線路再把它傳到下一個結點，直至到達目的站點。
實現報文交換的結點通常是一臺計算機，它具有足夠的存儲容量來緩存所接收的報文。一個報文在每個結點的延遲時間等于接收報文的全部位碼所需時間、等待時間，以及傳到下一個結點的排隊延遲時間之和。
報文交換的主要優點是線路利用率較高，多個報文可以分時共享結點間的同一條通道；此外，該系統很容易把一個報文送到多個目的站點。報文交換的主要缺點是報文傳輸延遲較長(特別是在發生傳輸錯誤后)，而且隨報文長度變化，因而不能滿足實時或交互式通信的要求，不能用于聲音連接，也不適于遠程終端與計算機之間的交互通信。
三、分組交換(Packet Switching)
分組交換(Packet Switching)的基本思想包括：數據分組、路由選擇與存儲轉發。它類似于報文交換，但它限制每次所傳輸數據單位的長度(典型的最大長度為數千位)，對于超過規定長度的數據必須分成若干個等長的小單位，稱為分組(Packets)。從通信站點的角度來看，每次只能發送其中一個分組。
各站點將要傳送的大塊數據信號分成若干等長而較小的數據分組，然后順序發送；通信子網中的各個結點按照一定的算法建立路由表(各目標站點各自對應的下一個應發往的結點)，同時負責將收到的分組存儲于緩存區中(而不使用速度較慢的外存儲器)，再根據路由表確定各分組下一步應發向哪個結點，在線路空閑時再轉發；依次類推，直到各分組傳到目標站點。由于分組交換在各個通信路段上傳送的分組不大，故只需很短的傳輸時間(通常僅為ms數量級)，傳輸延遲小，故非常適合遠程終端與計算機之間的交互通信，也有利于多對時分復用通信線路；此外由于采取了錯誤檢測措施，故可保證非常高的可靠性；而在線路誤碼率一定的情況下，小的分組還可減少重新傳輸出錯分組的開銷；與電路交換相比，分組交換帶給用戶的優點則是費用低。 根據通信子網的不同內部機制，分組交換子網又可分為面向連接(Connect-Oriented)和無連接(Connectless)兩類。前者要求建立稱為虛電路(Virtual Circuit)的連接，一對主機之間一旦建立虛電路，分組即可按虛電路號傳輸，而不必給出每個分組的顯式目標站點地址，在傳輸過程中也無須為之單獨尋址，虛電路在關閉連接時撤銷。后者不建立連接，數據報(Datagram，即分組)帶有目標站點地址，在傳輸過程中需要為之單獨尋址。
分組交換的靈活性高，可以根據需要實現面向連接或無連接的通信，并能充分利用通信線路，因此現有的公共數據交換網都采用分組交換技術。LAN局域網也采用分組交換技術，但在局域網中，從源站到目的站只有一條單一的通信線路，因此，不需要公用數據網中的路由選擇和交換功能。 四、高速分組交換技術(High Speed Packet Switching Technology)
由于網絡的應用越來越廣泛，人們對通信線路帶寬的需求越來越高，現有的交換技術，已經不能滿足日益增長的網絡應用的要求，如交互式的會話對實時性要求很高，延遲要很小；高清晰度電視圖像及多媒體實時數據的傳送都要求高速寬帶的通信網。
1.幀中繼
幀中繼(Frame Relay)是目前開始流行的一種高速分組技術。典型的幀中繼通信系統以幀中繼交換機作為結點組成高速幀中繼網，再將各個計算機網絡通過路由器與幀中繼網絡中的某一結點相連；與一般分組交換在每個結點均要對組成分組的各個數據幀進行檢錯等處理不同的是：幀中繼交換結點在接收到一個幀時就轉發該幀，并大大減少(并不完全取消)接收該幀過程中的檢錯步驟，從而將結點對幀的處理時間縮短一個數量級，因此稱為高速分組交換。當某結點發現錯誤則立即中止該幀的傳輸，并由源站申請重發該幀。顯然，只有當幀中繼網絡中的錯誤率非常低時，幀中繼技術才是可行的。
幀中繼的幀長是可變的，可按需要分配帶寬，幀中繼網絡的傳輸速率可達64Kbps~45Mbps，適用于局域網、城域網和廣域網。
2.ATM異步傳輸模式
最有發展前途的高速分組交換技術是ATM異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode)，它是建立在電路交換與分組交換基礎上的一種新的交換技術，并由基于光纖網絡的B-ISDN寬帶綜合業務數字網所采用：用戶主機所在網絡通過ATM交換結點再與光纖數字網絡相連。
ATM異步傳輸模式的主要特點如下：
1). 模式中的分組稱為信元(Cell)，其長度是固定的，由5個字節首部和48個字節的信息字組成，因此在各結點可采用硬件對信元進行處理，而縮短信元處理時間
2). 交換設備可按網絡最大速度設置，而不同類型的服務可復用在一起，各通信信道對應信元根據業務量的大小按先到先服務的原則占用各分時段，速率高的信源占用較多時段，因而可支持各種業務的不同速率
3). 保留電路交換以滿足傳輸從語音到高清晰度電視圖像等各種實時性很強的業務需要
利用光纖通信誤碼率低的優點將差錯控制由數據鏈路層改到高層，而提高信元在網絡中的傳輸速率。
?轉自http://www.hansun.com.cn/txzs/