在本章中，我们将讨论电信交换系统和网络中的交换技术。

在大型网络中，可能存在一条以上的路径用于将数据从发送方传输到接收方。选择数据必须从可用选项中删除的路径可以理解为交换。信息可以在各种通信通道之间传播时进行切换。

有三种典型的交换技术可用于数字业务。他们是-

• 电路切换
• 讯息切换
• 分组交换

现在让我们看看这些技术是如何工作的。

电路切换

在电路交换中，两个节点通过专用通信路径相互通信。这样，建立了一个电路来传输数据。这些电路可以是永久性的也可以是临时性的。使用电路切换的应用程序可能必须经历三个阶段。不同的阶段是-

• 建立电路
• 传输数据
• 断开电路

下图显示了电路切换的模式。

电路交换是为语音应用而设计的。电话是电路交换的最合适的例子。在用户进行呼叫之前，将通过网络在被叫用户和主叫用户之间建立虚拟路径。

电路切换的缺点是-

• 等待时间持续很长时间，并且没有数据传输。
• 每个连接都有专用的路径，这很昂贵。
• 当连接的系统不使用该通道时，它将保持空闲状态。

一旦建立连接，就使用电路交换中用于数据传输的专用路径来制作电路图案。电话系统是电路交换技术的常见示例。

讯息切换

在消息交换中，整个消息被视为一个数据单元。数据在其整个电路中传输。进行消息交换的交换机首先接收整个消息并将其缓冲，直到有可用资源将其传输到下一跳。如果下一跳没有足够的资源来容纳大型消息，则会存储该消息，并且交换机将等待。

下图显示了消息切换的模式。

在这种技术中，数据被存储并转发。该技术也称为存储转发技术。该技术被认为是电路切换的替代方法。但是，跟随消息传输的端到端延迟的传输延迟增加了传播延迟，并减慢了整个过程。

消息切换具有以下缺点-

• 传输路径中的每个交换机都需要足够的存储空间以容纳整个消息。

• 由于在资源可用之前要等待，因此消息切换非常慢。

• 消息交换不是流媒体和实时应用程序的解决方案。

即使网络繁忙也可以接受数据包。这减慢了交货速度。因此，不建议将其用于语音和视频等实时应用。

分组交换

分组交换技术源自消息交换，其中消息被分解为称为Packets的较小块。每个数据包的报头包含交换信息，然后独立发送。标头包含详细信息，例如源，目标和中间节点地址信息。中间网络设备可以存储较小的数据包，并且在运营商路径或交换机的内部存储器中不会占用很多资源。

在不需要在同一路由中发送总的一组数据包的情况下，进行数据包的单独路由。随着数据分割，带宽减少。该切换用于执行数据速率转换。

下图显示了数据包交换的模式。

下图显示了数据包交换的模式。

可以通过在载波上复用来自多个应用程序的数据包来提高数据包交换的线路效率。使用此数据包交换的互联网使用户可以根据优先级区分数据流。根据优先级列表，这些数据包将在存储后转发以提供服务质量。

事实证明，分组交换技术是一种有效的技术，并且已广泛用于语音和数据传输中。使用不同的技术(例如统计复用或动态带宽分配)分配传输资源。

统计复用

统计复用是一种通信链路共享技术，用于分组交换。共享链接在统计复用中是可变的，而在TDM或FDM中是固定的。这是最大化带宽利用的战略应用。这也可以提高网络效率。

通过为具有有效数据包的通道分配带宽，统计多路复用技术将输入流量组合在一起以最大化通道效率。每个流被划分为数据包，并以先到先得的方式交付。优先级的提高允许分配更多的带宽。注意不要在统计复用中浪费时隙，而要在时分复用中浪费时隙。

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。数据传输以数据包的形式完成，其中每单位时间传输的数据包数量被视为负载。该网络流量的控制包括管理，确定优先级，控制或减少网络流量。网络流量的数量和类型也可以借助一些技术来测量。需要监视网络流量，因为这有助于网络安全。高数据速率可能会损坏网络。

在一段时间(通常为24小时)内，由资源或设施完成的总工作量的度量标准被理解为“流量”，并以Erlang小时为单位进行度量。流量定义为平均流量强度与持续时间的乘积

$$ Traffic \：\：volume = Traffic \：强度\ times时间\：period $$

拥塞

当网络上的负载大于网络的容量时，据说发生了网络拥塞。当节点的缓冲区大小超过接收的数据时，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，当数据包从发送方A，B和C到达节点时，该节点无法以更快的速率将数据发送到接收方。发生传输延迟或由于严重拥塞可能导致数据丢失。

当太多的数据包到达数据包交换网络中的端口时，性能会下降，这种情况称为拥塞。数据在队列行中等待传输。当队列行被利用超过80％时，则队列行被称为拥塞。拥塞控制技术有助于控制拥塞。下图显示了吞吐量和数据包发送之间的关系，它显示了拥塞控制传输和非控制传输之间的差异。

用于拥塞控制的技术有两种类型-开环和闭环。循环因发出的协议而异。

开环

开环拥塞控制机制会产生避免拥塞的协议。这些协议被发送到源和目的地。 。

闭环

闭环拥塞控制机制产生的协议允许系统进入拥塞状态，然后检测并消除拥塞。显式和隐式反馈方法有助于机制的运行。