數(shù)據(jù)交換
目錄
1.什么是數(shù)據(jù)交換[1]
數(shù)據(jù)交換是指為了滿足不同信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)資源的共享需要，依據(jù)一定的原則，采取相應(yīng)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)資源共享的過程。
2.數(shù)據(jù)交換的必要性[2]
3.數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)模式[3]
1．電話交換數(shù)據(jù)網(wǎng)
在我國各地，諸如POS、電話銀行等大部分電子支付業(yè)務(wù)都是基于電話交換網(wǎng)絡(luò)(PSTN)，用戶入網(wǎng)比較方便靈活，相關(guān)技術(shù)比較成熟。但隨著電子支付用戶的大量增多和交易量的大幅度增加，基于模擬電話網(wǎng)的電子支付業(yè)務(wù)也暴露出了一些問題，如交易時間長、“重?fù)堋爆F(xiàn)象明顯、接通率低、可靠性較低、保密性較差和誤碼率高等。
2．分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)
我國已形成了覆蓋全國的公用分組交換等數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，這為建設(shè)上乘的電子支付網(wǎng)絡(luò)打下了物理基礎(chǔ)。分組網(wǎng)本身非常適合于業(yè)務(wù)量小的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，其虛擬電路的靈活設(shè)置適用于多臺終端同時與銀行主機(jī)通信，并使擴(kuò)容變得非常容易；帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用消除了原來因中繼線爭用帶來的通信不暢；協(xié)議的糾錯功能保障了誤碼率比電話網(wǎng)低很多，使交易數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地被傳遞；組網(wǎng)模式可以與原有的電話網(wǎng)模式兼容，以便分別發(fā)揮各自的優(yōu)勢。電話網(wǎng)對散點(diǎn)終端入網(wǎng)較為適用，分組網(wǎng)對較為集中的大商場更能顯示出其優(yōu)勢。數(shù)據(jù)網(wǎng)在電子支付領(lǐng)域具有固有的安全性能，這不僅體現(xiàn)在數(shù)據(jù)網(wǎng)本身良好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理能力上，VPN(虛擬專用網(wǎng))、CUG(閉合用戶群)、防火墻等技術(shù)的廣泛應(yīng)用也為數(shù)據(jù)網(wǎng)上電子支付的應(yīng)用提供有力的保障，可有效防止非法用戶的侵入。借助于VPN，銀行可利用公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的條件組成專用的虛擬支付網(wǎng)絡(luò)，可由自己來管理VPN資源。VPN具有專網(wǎng)安全可靠等特點(diǎn)。分組等網(wǎng)上的CUG業(yè)務(wù)是指若干個用戶組成的通信群體，群體內(nèi)的用戶之間可互相通信，本群外的用戶無法與內(nèi)部用戶通信，該業(yè)務(wù)也可為電子支付的安全通信提供方便。分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)流程圖如圖2所示。
4.數(shù)據(jù)交換指令[4]
在圖3中，當(dāng)X0接通時，將D0和D10中的數(shù)據(jù)進(jìn)行相互交換，采用脈沖型執(zhí)行形式。數(shù)據(jù)交換指令的使用注意事項(xiàng)如下：
1)兩個目標(biāo)操作數(shù)可以取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。
2)XCH(P)占5個程序步，DXCH(P)占9個程序步。
5.數(shù)據(jù)交換技術(shù)[5]
數(shù)據(jù)交換技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中通常采用線路交換、報(bào)文交換和分組交換的數(shù)據(jù)交換方式。
1．線路交換方式
線路交換通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在兩個站之問建立一條專用的通信線路。從通信資源的分配角度來看，交換就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。如圖4的電話系統(tǒng)，如果主叫端撥號成功，則在兩個站之間就建立了一條物理通道。具體過程如下。
1)建立電路。如果站點(diǎn)1發(fā)送一個請求到節(jié)點(diǎn)2，請求與站點(diǎn)2建立一個連接，那么站點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)1是一條專用線路。在交換機(jī)上分配一個專用的通道連接到節(jié)點(diǎn)2冉到站點(diǎn)2，至此就建立了一條從站點(diǎn)1經(jīng)過節(jié)點(diǎn)1再到站點(diǎn)2的通信物理通道。
2)傳輸數(shù)據(jù)。電路建立成功以后就可以在兩個站點(diǎn)之問進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將話音從站點(diǎn)l傳送到站點(diǎn)2。這種連接是全雙工的，可以在兩個方向傳輸信息。
3)拆除通道。在數(shù)據(jù)傳送完成后，就要對建立好的通道進(jìn)行拆除，可以由這兩個站中的任何一個來完成，以便釋放專用資源。
線路交換數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸迅速可靠，并能保持原有序列；缺點(diǎn)是一旦通信雙方占有通道后，即使不傳送數(shù)據(jù)，其他用戶也不能使用，造成資源浪費(fèi)。這種方式適用于時間要求高、且連續(xù)的批量數(shù)據(jù)傳輸。
2．報(bào)文交換方式
報(bào)文交換方式的傳輸對象是報(bào)文，長度不限且可變。報(bào)文中包括要發(fā)送的正文信息、收發(fā)站的地址及其他控制信息。數(shù)據(jù)傳送過程采用存儲／轉(zhuǎn)發(fā)的方式，不需要在兩個站之間提前建立一條專用通路。在交換裝置控制下報(bào)文先存入緩沖存儲器中并進(jìn)行一些必要的處理，當(dāng)指定的輸出線路空閑時，再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。報(bào)文交換方式的典型應(yīng)用是電報(bào)的發(fā)送。
報(bào)文交換數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是效率高，信道可以復(fù)用且需要時才分配信道；可以方便地把報(bào)文發(fā)送到多個目的節(jié)點(diǎn)；建立報(bào)文優(yōu)先權(quán)，讓優(yōu)先級高的報(bào)文優(yōu)先傳送。缺點(diǎn)是延時長，不能滿足實(shí)時交互式的通信要求；有時節(jié)點(diǎn)收到的報(bào)文太多以至于不得不丟棄或阻止某些報(bào)文；對中繼節(jié)點(diǎn)存儲容量要求較高。
3．分組交換方式
分組交換與報(bào)文交換類似，只是交換的單位為報(bào)文分組，且限制了每個分組的長度，即將長的報(bào)文分成若干個報(bào)文組。每個分組的前面都加上一個分組頭，用以指明該分組發(fā)往何地址，然后由交換機(jī)根據(jù)每個分組的地址標(biāo)志將他們轉(zhuǎn)發(fā)至目的地。這些分組不一定按順序抵達(dá)。這樣處理可以減輕節(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān)，改善網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。分組交換方式的典型應(yīng)用是岡特網(wǎng)。
分組交換的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)延時短，數(shù)據(jù)傳輸靈活。由于分組是較小的傳輸單位，只有出錯的分組而不是整個報(bào)文會被重發(fā)，因而大大降低了重發(fā)比例，提高了交換速度。而且每個分組可按不同路徑不同順序到達(dá)。缺點(diǎn)是在目的節(jié)點(diǎn)要對分組進(jìn)行重組，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
6.數(shù)據(jù)交換技術(shù)比較[6]
數(shù)據(jù)交換技術(shù)的主要技術(shù)指標(biāo)之一是傳輸延時，主要由發(fā)送時延和傳播時延構(gòu)成。下面分析電路交換、報(bào)文交換和分組交換技術(shù)時延性能。
發(fā)送時延是指發(fā)送節(jié)點(diǎn)對數(shù)據(jù)單元的發(fā)送時間。傳播時延是指數(shù)據(jù)單元從一個節(jié)點(diǎn)傳遞到下一個節(jié)點(diǎn)所用的時間。在同軸電纜和雙絞線中，傳播時延為200m／s，在光纖中為300m／s。不論使用何種交換技術(shù)，這種時延總是存在的。節(jié)點(diǎn)處理時延指交換節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)時進(jìn)行必要處理所需要的時間。圖4中顯示出3種交換方式的時延，圖5(a)為電路交換，圖5(b)為報(bào)文交換，圖5(c)為分組交換。
對于圖5(a)電路交換，在建立線路階段，請求連接信號在傳遞中存在發(fā)送時延、傳播時延以及節(jié)點(diǎn)處理時延，而應(yīng)答信號以及數(shù)據(jù)傳輸過程則不存在節(jié)點(diǎn)處理時延。在高速線路下，電路交換的數(shù)據(jù)具有固定的短時延特性。
圖5(b)報(bào)文交換不需要呼叫建立連接，在每個接收節(jié)點(diǎn)開始重傳之前，整個報(bào)文必須全部收到，所以其節(jié)點(diǎn)的時延較長。
圖5(c)分組交換中，由于分組不需要等待整個報(bào)文到齊后重發(fā)，分組長度又相對較短，所以節(jié)點(diǎn)處理時延明顯減少。