數(shù)據(jù)交換技術在交換技術中占有非常重要的地位，這里我們主要介紹數(shù)據(jù)交換技術的發(fā)展歷程。交換機設備是人類信息交互中的重要實施，在相互通信中起著立交橋的作用。數(shù)據(jù)交換技術的發(fā)展總是依賴于人類的信息需求、傳送信息的格式和技術，以及控制技術的發(fā)展而螺旋型發(fā)展。

從電話交換一直到當今數(shù)據(jù)交換、綜合業(yè)務數(shù)字交換，數(shù)據(jù)交換技術經(jīng)歷了人工交換到自動交換的過程。人們對可視電話、可視圖文、圖象通信和多媒體等寬帶業(yè)務的需求，也將大大地推動異步傳輸技術（ATM）和同步數(shù)字系列技術（SDH）及寬帶用戶接入網(wǎng)技術的不斷進步和廣泛應用。從數(shù)據(jù)交換技術的發(fā)展歷史看，數(shù)據(jù)交換經(jīng)歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業(yè)務數(shù)字交換的發(fā)展過程。

一、電路交換

自1876年美國貝爾發(fā)明電話以來，隨著社會需求的增長和通信技術水平的不斷發(fā)展，電路交換技術從最初的人工接續(xù)方式，經(jīng)歷了機電與電子式自動交換、存儲程序控制的模擬和數(shù)字交換、第三方可編程交換等技術的變革，當前正在發(fā)展中的融合多媒體格式相互通信的軟交換技術。

隨著電子技術，尤其是半導體技術的迅速發(fā)展，人們在交換機內(nèi)引入電子技術，這類交換機稱作電子交換機。最初是在交換機的控制部分引入電子技術，話路部分仍采用機械接點，出現(xiàn)了“半電子交換機”、“準電子交換機”。只有在微電子技術和數(shù)字技術的進一步發(fā)展以后，才開始了全電子交換機的迅速發(fā)展。

1 9 4 6年第一臺電子計算機的誕生，對交換技術的發(fā)展起了巨大的影響。在20世紀60年代后期，脈沖編碼調制(PCM)技術成功地應用在通信傳輸系統(tǒng)中，對通話質量和節(jié)約線路設備成本都產(chǎn)生了很大好處。隨著數(shù)字通信與P C M技術的迅速發(fā)展和廣泛應用，于是產(chǎn)生了將P C M信息直接交換的思想，各國開始研制程控數(shù)字交換機。1970年法國首先在拉尼翁(Lanion)成功地開通了世界上第一臺程控數(shù)字交換系統(tǒng)，標志著交換技術從傳統(tǒng)的模擬交換進入到了數(shù)字交換時代。程控數(shù)字交換技術采用PCM數(shù)字傳輸和數(shù)字交換，非常適合信息數(shù)字化應用，除應用于普通電話通信以外，并且為開通用戶電報、數(shù)據(jù)傳送等非話業(yè)務提供了有利條件。目前在電信網(wǎng)中使用的電路交換機全部為程控數(shù)字交換機，可向用戶提供電路方式的固定電話業(yè)務、移動電話業(yè)務和窄帶ISDN業(yè)務。

二、報文交換

報文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報文，報文就是站點一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。當一個站要發(fā)送報文時，它將一個目的地址附加到報文上，網(wǎng)絡節(jié)點根據(jù)報文上的目的地址信息，把報文發(fā)送到下一個節(jié)點，一直逐個節(jié)點地轉送到目的節(jié)點。

每個節(jié)點在收到整個報文并檢查無誤后，就暫存這個報文，然后利用路由信息找出下一個節(jié)點的地址，再把整個報文傳送給下一個節(jié)點。因此，端與端之間無需先通過呼叫建立連接。報文在每個節(jié)點的延遲時間，等于接收報文所需的時間加上向下一個節(jié)點轉發(fā)所需的排隊延遲時間之和。

三、分組交換

分組交換是數(shù)據(jù)交換技術發(fā)展的重要成果，代表著網(wǎng)絡未來演進的方向。分組交換方式兼有報文交換和線路交換的優(yōu)點。分組交換技術使用統(tǒng)計復用，與電路交換相比大大提高了帶寬利用率。這要求在交換節(jié)點使用存儲轉發(fā)，從而導致掉隊現(xiàn)象的發(fā)生。因此，分組交換全引入不固定的延遲的概念。分組交換網(wǎng)絡主要有面向連接和無連接兩種方式．分組網(wǎng)絡包含3個功能面，分別是數(shù)據(jù)面、控制面和管理面。數(shù)據(jù)面負責分組轉發(fā)，因此需要高性能的實現(xiàn)。目前主要的分組交換網(wǎng)包括面向連接的X．25、幀中繼、ATM、MPLS以及無連接的以太網(wǎng)、CP／IP網(wǎng)絡。

分組交換網(wǎng)有兩種主要的形式：面向連接和無連接。對于分組數(shù)據(jù)交換技術來說，面向連接的網(wǎng)絡與電路交換類似，也需要通過連接建立過程在交換機中分配資源；但由于它采用統(tǒng)計復用，所分配的資源是用邏輯標號來表示的。自分組數(shù)據(jù)交換技術出現(xiàn)以來，已經(jīng)有多種分組交換網(wǎng)投人運行。電信領域最早提出的是X．2 5網(wǎng)絡，但由于它協(xié)議復雜，速度有限，逐漸被性能更好的網(wǎng)絡如幀中繼代替。幀中繼網(wǎng)絡可以認為是X．2 5的改進版本，它簡化了協(xié)議以提高處理效率。計算機領域的一個側重點是局域網(wǎng)，即小范圍、小規(guī)模的網(wǎng)絡，用于互連辦公室內(nèi)的計算機。目前以太網(wǎng)已成為占統(tǒng)治地位的局域網(wǎng)技術。

在2 0世紀9 0年代中后期，因特網(wǎng)獲得較大發(fā)展，規(guī)模持續(xù)擴大，對核心路由器吞吐量的要求也越來越高。由于路由器對I P分組進行轉發(fā)時路由表的查找比較復雜，轉發(fā)速度受到很大限制。前面指出，面向連接網(wǎng)絡使用邏輯子信道標號進行轉發(fā)表查找，速度是很快的。人們結合ATM技術在這方面的優(yōu)點，提出將核心網(wǎng)絡改為使用類似于ATM的交換機，而只在邊緣網(wǎng)絡使用路由器的IP數(shù)據(jù)交換技術，最終發(fā)展為多協(xié)議標記交換(MPlS)。然而，在隨后的幾年中，提出了多種實用的高速路由查找方法，使其不再成為瓶頸。