时间：2022-05-13 11:59:07
关键词：通信交换原理；通讯网络技术；交换方式
随着信息技术的不断发展，人们的日常生活受现代通信技术的影响很大，在通信网络技术当中，交换技术在不断的被更新，在很大程度上推动了通信网络技术的快速发展。可以说，通信网络技术的核心技术就是交换技术。因此，在以后的发展中要充分考虑现代交换技术在应用过程中所受的影响因素，当出现问题时能够及时解决问题，使通信网络技术能够得到完善和发展，可见加大对交换技术在通信网络技术中的应用具有重要的研究意义。
1交换原理概述
交换技术是指有目的的传递用户之间的信息，而数据交换是指转换不同用户之间的数据，世界上要想进行信息的传递就必须进行交换，所以在很多领域上交换具有重要的应用，特别是在通信领域对交换功能则更加具有依赖性，应用于通信网络交换中心，负责转换来自四面八方的信息，在通过中心交换机，将这些信息向目的地进行传输。一开始的通信技术是步进制传输，已经发展为今天的IT，可以说通信行业有了巨大的发展，而通信技术要想实现转换大规模的数据就需要依靠交换技术进行信息之间的交换。现在地热层交换机结构模块主要用ASIC（ApplicationspecificIntegratedCircuit）芯片进行数据包的转发，具有非常快的转发速度。
2通信网络技术中常用的交换方式
随着科学技术的不断发展，信息技术得到了快速的发展，现在常见的交换技术已经有很多，常见的有程控交换、分组交换技术以及ATM交换技术等，具体如下。
2.1程控交换技术
以前在进行传输时采用的是语音传输，而现在通信业务已经转换为数据传输，这种给编，也使传统的电路交换技术转变现在数据软交换。程控交换技术，是指通过程序控制进行的交换技术，通过专门的计算机对数据和语音之间的程序交换。程序和数据是程控交换技术的要组成部分，而系统程序和应用程序组成了程序，而系统数据、用户数据、路由数据和交换框架数据则组成了数据。
2.2分组交换技术
分组交换技术是指将报文分成一些等长的报文组，在存储和转发这些报文组，具有较高的利用率。延时小以及较强的实时通信能力等特点，存储和转发是分组交换技术的交换形式，分组交换技术是报文交换网之后发展出的一个新型交换网络技术，在很大程度上能够使现代的通信数据传输要求得到满足。在此基础上产生了包括电子邮件、在线视频及数据交换等原理的增值业务，这些都是利用了动态技术将数据进行分割，转变成多组数据，并对这些数据进行标识，再通过分组进行传输。分组交换技术的应用范围比较广，其中包括机关单位和企事业单位内部的局域网，并对不同的机型以及不同传输速率的用户之间传输数据都适用。
2.3ATM交换技术
作为电交换技术的一种，ATM交换技术进行交换的交换单位是信元，对信头的交换处理是将信元从一个逻辑信道迁移到另一个逻辑信道，实现这些信元时间和空间的交换是通过一张翻译表，通过译码可以对当前的交换状态进行列出。在当今时代，人们对信息的依赖无异于对食物的依赖，现在应用广泛的宽带业务就是在ATM交换技术的基础上，结合数字电话网逐渐发展起来的。与其他的交换技术相比，ATM交换技术的安全性和封闭性更高，可以在很大程度上对用户的数据进行保护。
2.4软交换技术
随着信息技术的不断发展，下一代网络交换技术的主要技术将会是软交换技术，在很多企业的发展中起着重要的作用，软交换技术和传统的网络一直是相互联系的技术，保证了网络数据的统一性，网络控制的核心就是软交换技术，其业务层是第三方应用平台和数据，同时又提供了第三方应用以及管理业务，使协议对网络设备的干预得到了保证。
参考文献：
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[3]何育武.全局在胸道义在肩——中国电信新疆公司勇担责任高效执行应急通信保障任务[J].中国电信业,2010(4).
[4]张培.高职现代交换技术学习领域课程开发实践——以苏州市职业大学为例[J].南通职业大学学报,2015(A2).
通过医疗机构信息交换平台可以与直属重点医院、120急救数据中心、其它医院信息系统连接，实现医疗卫生信息资源的共享。WwW.133229.cOm 通过医疗机构信息交换平台实现医疗机构与外部相关，如审计局、财务局、社保局、药检局、公安局等政府部门的信息交换和信息共享。 2.2信息交换系统架构图
2.3信息交换平台解决的主要问题 由于各医疗机构采用不同系统，不同数据库或者医疗机构之间根本无法连通，医院、医生、病人无法通过现有网络获得有价值的数据信息，数据之间形成了一个个信息孤岛。 根据信息交换技术对安全性，开放性和灵活性等技术特性的需求，信息交换平台应解决同构和异构数据交换问题。在目前各医疗机构单位中，医疗机构信息化建设并不是从零开始，许多单位已有了自己的业务系统，其采用的硬件、平台、数据库和应用不尽相同，信息交换平台必须全面解决异构平台、异构数据库之间的信息交互问题，充分保护各个单位已有投资和历史数据。 通过数据共享交换平台，可达到如下目标： 消除数据冗余 能够在不同系统间进行数据转换和传递 支持不同数据格式和通信协议 2.4信息交换平台架构
该交换平台采用xml作为信息交换的标准，通过消息传递进行数据的交换，在交换过程中能对消息进行加密、审计、能监控和管理不同应用系统之间通信。
2.5信息交换平台的关键技术
1） 信息的访问控制：在分布式应用计算环境中，信息交换平台应提供数据的访问授权和操作控制，确保数据在使用过程中的安全性。本方案中将主要采用基于pmi的访问控制技术，将授权机制的定义与实现分离。
2） 信息的分析处理：分析处理的关键技术主要包括数据挖掘和分析技术，主要通过对大量数据的综合分析为科学决策提供数据支持，包括olap功能支持。
3） 信息的暂存控制：交换平台应对信息在交换过程中提供暂时存储服务，根据数据的安全级别提供相应的安全保护机制，并对交换完成的数据进一步提供数据销毁机制，防止数据的泄漏。
4） 信息的分发控制：信息交换平台的数据交换权限控制采用pmi授权管理技术体系，由各部门对各自需要交换的业务数据提供对应的分发控制策略的定义，并由数据交换子系统根据该策略进行相应的数据流控制。
5） soap服务支持：信息交换平台需要提供对soap服务的支持，以确保数据在交换过程中的机密性，完整性，以及抵赖性。soap技术所采用的xml数据表示方法也能提供对异构数据库平台之间的数据转换功能支持。 2.6 信息交换流程
采用web service进行系统的集成，下图所示web service是分布在互联网上的web service对象，为说明问题我们只举例列出三个web service对象。
下面举例大概说明直属重点医院和急救中心如何进行信息交换，医疗机构信息交换平台调用直属重点医院的web service，直属重点医院web service通过查询数据库来提供患者的信息，将结果以soap编码xml文档的形式返回给医疗机构信息交换平台，再转交给急救中心web service来处理。
加入web service对象三层模型示意图
从上图可以看出，医疗机构信息交换品平台承担了中间服务层的角色，而直属重点医院web service、急救中心web service、卫生局web service属于数据层部分。
中间服务层与数据层的交互可动态进行，具有松散耦合的特点；这是由于web service具组件对象的即插即用的特点；web service还可以通过uddi可实现完全的动态查找和发现机制。
关键词：通信传输；光交换技术；技术应用
中图分类号：TN919
1 光交换技术的含义及特点
1.1 光交换技术的含义
光交换技术是指利用光纤进行数据，信号的传递以完成通信传输的技术，由于光信号在处理过程中能够通过外界控制对信道进行分类，满足不同类型光线的传输需求，因此光交换技术的应用领域更为宽泛，能够在不同的应用环境中对多种数据信号进行传输。在光交换技术的应用过程中，光线的传输不需要经过光线转换，能够直接通过光纤输送到指定的输出端，传输过程中不同光交换技术的处理也有效提升了数据信息的光交换效率。相比于其他类型的数据信号传输手段，光交换技术具有明显的技术优势，伴随着社会中人们对光交换含义的深入理解，光交换技术的开发将更为深入，并为光纤传输网络的发展奠定坚实的技术基础。
1.2 光交换技术的特点
伴随着我国社会建设中光交换通信传输技术的发展，通信网络正在逐步实现向光纤网络的转化，通过建立起光纤通信传输网络进一步提升数据与信号的传输效率，并加强对数据内容的安全性维护。光交换技术能够实现线路的灵活转换，通过在光纤网络中光路变换器的有效控制实现对传播光路的转换，在保证传输内容安全的基础上实现传播路径的高效转换。光交换技术还能对不波形的信号进行传输，当波形信号在光纤网络中进行传输时，光纤能够对波形信号进行有效控制，最大限度的避免波形的幅度或周期因外界影响而发生变化，保证通信传输的质量。
2 光交换技术的理论分类分析
不同种类通信数据的传输需要选择相对应的光交换技术，依照通信数据的波长和组数对光交换技术的种类进行划分，能够将光交换技术分为分组光交换技术和光路光交换技术。
2.1 分组光交换技术
分组光交换技术的实质是通过将通信信号分配在时间轴上，并按照时间轴上不同的时段对不同信号进行传输，由于分组光交换技术是将分段后的通信信号进行光纤传输，因此在光纤的信号接收端设有分接器，将多段分频后的信号进行重组，重新恢复通信信号的内容，实现通信信号的分组光交换传输。在搭建分组光交换的光纤通路时，应注重设置对数据接口和输出口的结构，如在信号输出口的设置中，应建立起传送接头与控制器的有效连接，并通过对接口结构设计的改进保证数据内容在传输中不会因开关的断开受到扰乱，保证接口内部与外部数据信号的高度统一。
2.2 光路光交换技术
光路光交换技术是指在光纤的数据信号传送中建立起双向的信号传输模式，通过使用光复交叉连接器对光纤通路中的信号进行处理，以此实现光路传输通道中的数据通信传输。光路光交换技术中对通信信号的处理通常采用波长交换的形式，在线路的节点中，光纤通道只对应一种波长的信息，这样就使得光纤进行数据传输时能够有效保证传输速度，并且能够提升传输的透明性，有助于光纤网络的建立。
3 光交换技术实际应用分析
光交换技术在通信传输的实际应用中，按照光数据信号的类型划分，能够将光交换技术分为空分、时分和波分三种，进而实现不同光路通道中的数据信号传输，保证通信传输的传输效率极其稳定性。
3.1 空分光交换技术的应用
空分光交换技术是将光学开关进行阵列排布，再以阵列开关对光学开关进行控制，通过阵列控制完成光学开关的闭合与打开，进而实现光纤中信号空间域内容的交换。光纤中数据信号的空间域交换，实质上是对数据信号的波长进行像元值转化，再对转化后的像元值进行交换处理。空分光交换中数据信号的空间域转化能够进一步丰富数据传输中光路的形成方式，多种形式的数据信息交换通路，进一步提升了光交换技术对不同种类数据信息的处理能力。空分光交换技术主要应用于光学开关的控制，开关的不同种类主要包括光电转换型开关，复合波导型开关以及机械转换型开关等，不同类型的光学开关在应用时都要注意标定参数与光交换实际参数的比对，通过比对选取合适参数的光学开关，以保证空分光交换过程中数据信号的稳定。
3.2 时分光交换技术的应用
时分光交换技术的核心是光纤中数据信号的时分复用，是指将不同的数据信息配置在周期性的时间间隔上，并按照时间轴上的信号排布对信号进行处理。时分光交换技术通常应用于时分光交换器中，在时分光交换器工作中，首先要对光纤中的数据信号进行延迟处理，处理的方式是在数据信息的时隙交换中，利用时分开关中的数据延迟技术对数据信息进行处理，使得光纤中的数据信息在输出端口的输出时间向后推延，进而实现对数据信息的延迟处理。在完成数据信息的延迟后，时分光交换器通过复合器对延迟数据进行整合，进而完善数据信息内容，实现光纤通路中数据信息交换。
3.3 波分光交换技术的应用
波分光交换技术主要应用于光纤进行数据传输过程中的光波复用系统，由于波分光交换技术能够传输数据的波形进行处理，使得光纤的信号输入端和输出端的数据波形相同，进而使其在光波复用系统中实现数据信号的有效传输。光波复用系统在运转过程中首先利用波长交换器对数据信号的波长进行处理，再利用复用器对波长变形后的数据信号进行分割处理，并对分割后的数据信号进行交换，最后交换后的分割信号配置在时间轴上，并由光纤进行输出。波分光交换技术在光波复用系统中的应用，有效实现了对分割后数据信号的整合处理，这种数据信号的处理方式，不仅扩大了光交换中数据信息的容量，也在一定程度上提升了通信传输的速率，为今后光交换技术的发展指明了发展方向。
4 结束语
在计算机技术飞速发展的今天，通信传输作为数据交换的重要方式，已经在计算机网络的发展中被广泛应用。不同的网络数据处理需要对应的传输交换技术，而为有效实验数据的传输与处理，需要对通信交换技术进行改进。光交换技术作为光纤传输网络数据的重要方式，能够高效实现数据的大量传输，并有效维护数据的安全，在数据服务中最大限度的满足用户需求。独特的通信传输特点使得光交换技术的应用日渐普及，在通信传输技术不断进步发展的背景下，光交换技术将会更加成熟，并为计算机技术和网络数据传输做出重要贡献。
参考文献：
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关键词 数据通信；应用背景
中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）24-0003-02
1 数据通信的概念和构成原理
1.1 数据通信的概念
数据通信实际上是通信技术同机技术相互融合产生的一种新型通信方式。要实现在不同地区之间的信息传输必须设置传输通道，根据数据传输媒介的不同，可以分为有限数据通信方式和无线数据通信方式两种。但是，两种数据通信方式的基本原理是相同的都要采用数据通道将数据信息终端同计算机相连接，最终在不同区域之间的数据终端实现数据信息的软件和硬件以及信息资源的共享和应用。
1.2 数据通信的应用原理
数据通信在数据终端的类型方面可以分为分组型终端和非分组型终端两大类型。分组型的数据终端通常包含计算机、数字传真机、用户智能电报终端和交换机以及图文接入设备等。而非分组终端包含的设备相对较少，只有部分的计算机终端和图文终端和用户电报终端等专用终端类配置。数据信道和数据终端设备组成数据电路，传输通道通常为模拟信道，利用调制解调器将收到的模拟信号进行数字化转换，如果收到的是数字信号则可以直接对线路进行控制管理。数据传输形式方面既包括模拟信道和数字信道之外，还包括有线信道和无线信道以及专用型线路和交换网络型线路。专业型线路在建立连接后不需要经过交换网络型线路的拆线过程，计算机设备可以通过信息控制器控制和管理数据终端连接的所有通信线路，而重要处理器则是数据信息处理的核心场所。
2 数据通信的交换形式和适用范围
2.1 电路交换形式和适用性
电路交换通常指的是当两台计算机或者数据终端在互相通信的状态下，可以使用同一条物理链路，并且该物理链路将作为这两个计算机或者数据终端的专用信道，不会被其他的计算机或者数据终端占用以及共享。这种交换形式具有接通率高、工作效率明显、降低用户用线距离和实现线路均衡性的优点，广泛应用于公用电话网的数据通信系统中。
2.2 报文交换形式和适用性
报文交换方式是通过将用户的报文存储在交换机的内存或者外存上，当系统电路有空闲时，再将报文信息发送到数据终端。这种数据通信方式可以充分利用线路，提高电路的利用率。主要应用在需要不要传输速率、不同执行协议以及代码数据终端，作为一点对多点的数据通信技术应用。但是，因为这种方式对于线路中交换机的内存和外存空间占用较大，安全性要求高的数据通信系统，不宜采用该种交换方式。
2.3 分组交换方式及适用范围
数据通信中的分组交换通常是将用户的整个报文文件进行有序的分割成若干等份数据块进行分组存储，不同的用户都可以对线路中的分组数据进行地址标识进行传输和应用，可以提高通信线路的利用率。分组交换方式的数据通信具备电路交换和报文交换两种数据通信方式的优点，主要适用于数据库检索、图文信息的存储和计算机之间的邮件传递和通信等领域，其数据传输质量高，成本较低。
3 数据通信的应用背景及发展趋势
3.1 数据通信在移动通讯业务方面的应用
进入21世纪以来，数据通信技术得到了跨越式发展，移动数据通信技术以及无线通信技术的产生和应用将数据通信技术的应用推向了巅峰。数据通信在移动通讯业务方面的应用可以实现移动式的图文传输、计算机网络接入和远程控制和网络化数据信息互联。传统式的数据通信对于网络终端端口的要求较高，一旦端口使用用户过量，就会出现拥堵问题，造成数据连接的终端无法顺利传输或者接收数据的现象。使用移动数据通信技术就可以很好的避免这种问题的产生，通常情况下，移动终端都是具有个性化定制的应用特点的，一个终端只负责一个用户，很大程度上提升了数据传输的速度和质量。同时，移动数据通信还可以实现计算机和计算机之间的远程控制和数据互联，在用户端工作繁忙的时候，可以方面用户在任何地点和区域实现数据信息的传输和应用，节约了用户时间，提高了工作效率。
3.2 帧中继数据通信技术的应用
通常讲的帧中继数据通信技术实际上就是采用光纤作为主要的传输介质的一项新型数据通信技术。帧中继数据通信技术的误码率低，差错率较少，受到了用户的广泛应用。同时，帧中继技术也是当前宽带网络技术中的数据入口，主要作为数据信息传输应用，对于语音和视频信息等对于延时要求严格的数据信息传输不适用。帧中继数据通信技术可以检测到传输信息中的错误，但是无法进行更正，在实际的应用中主要作为特定的终端接点和服务技术应用。
3.3 无线数据通信技术的应用
无线数据通信技术的产生和发展对于数据通信技术实现接入方式的模块化、网络结构一体化和应用类型综合化以及宽带网络技术的集约化的发展有着十分重要的意义。随着硬件设备的不断创新和发展，无线数据通信技术同移动通信技术和结合完全打破了数据通信的物质性和空间性，使数据信息的传输实现了数字化和信息化以及智能化。数据传输的速度也因此进行了不断的优化和创新，传输速度的提升解决了数据通信中音频和视频信息传输的延时性问题，充分发挥出了数据通信技术的优势和特点。
3.4 数据通信的发展趋势
就当前数据通信的发展来看，数据通信已经成为了人们生活中不可分割的一部分，无论是在工作、学习还是在日常生活中都无法离开数据通信。随着当代人们对于数据业务需求的不断增加，数据通信技术也得到了快速的创新和发展。最为明显的就是手机移动通信技术的应用，从最开始的信息传输需求，逐渐走向了语音数据通信传输以及视频聊天技术。可以说需求是刺激技术发展的原动力，而科学技术的发展水平则是通过实际的应用情况进行反馈和评价的。
在未来的数据通信发展方向上，移动数据通信技术和无线通信技术是发展的核心，随着各种移动设备的不断创新和应用，移动和无线数据通信技术必然进入高速的发展阶段。未来的数据通信，势必会将有线网络通信技术、无线局域网技术、移动通信技术和无线技术相融合，形成一种多元化的数据通信网络，提高数据通信传输速度的同时，也提高了数据传输的质量和满足了用户对于数据传输和应用的需求。当前的数据通信已经日臻完善，在世界经济一体化、科学技术全球化的影响下，相信数据通信会有更大的发展和突破。
4 结束语
综上所述，数据通信的内容涉及较为广泛，技术应用类型也比较丰富，不同的技术应用有着不同的适应性。在实际的应用过程中还需要结合数据通信系统的目标设计要求，进行针对性的技术评估和测试，选择适宜的数据通信技术类型和通信传输方式。移动数据通信技术和无线数据通信技术的产生和发展对于数据通信技术的推广和应用有着十分重要的现实意义。
参考文献
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【关键词】软交换技术下一代网络 LTE 网络技术 交换技术 开放协议
中图分类号：F224文献标识码： A
一．引言
传统的PSTN网络是建立在TDM之上的，网络提供给客户的各项功能都需要交换机的支持，业务处理和管理控制都是通过交换机来实现。如果需要增加新业务，既要修订标准又要改造交换机，导致新增业务需要较长时间。为实现新业务需求，需要在网络中建立公共业务平台，将业务提供和呼叫连接分开，由智能网(IN)完成业务提供，而由交换机完成呼叫连接。采用此种模式很大程度上提高了业务处理能力，同时也缩短了业务提供时间。业务分离，承载出现多样化，为确保承载连接和呼叫控制进一步分离，就需要导入软交换技术，通过软交换技术在媒体层、传送层、业务层和控制层的作用，将业务和控制分类，实现最终目的。
二. 软交换技术概述。
1.软交换的概念。
软交换又称为呼叫AGENT、呼叫服务器或媒体网关控制。其最基本的特点和最重要的贡献就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器或网元上的软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制、连接控制（建立会话、拆除会话）、信令互通（如从7号信令到IP信令）等。这种分离为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面，使业务提供者可以自由地将传输业务与控制协议结合起来，实现业务转移。这一分离同时意味着呼叫控制和媒体网关之间的开放和标准化，为网络走向开放和可编程创造了条件和基础。
2.软交换技术的发展。
软交换的概念最早起源于美国。当时在企业网络环境下，用户采用基于以太网的电话，通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件（CallManager、CallServer），实现PBX功能（IPPBX）。对于这样一套设备，系统不需单独铺设网络，而只通过与局域网共享就可实现管理与维护的统一，综合成本远低于传统的PBX。由于企业网环境对设备的可靠性、计费和管理要求不高，主要用于满足通信需求，设备门槛低，许多设备商都可提供此类解决方案，因此IP PBX应用获得了巨大成功。受到IP PBX成功的启发，为了提高网络综合运营效益，网络的发展更加趋于合理、开放，更好的服务于用户。业界提出了这样一种思想：将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H248）且主要使用纯软件进行处理，于是，SoftSwitch（软交换）技术应运而生。
三.下一代网络LTE概述。
1.LTE概念。
LTE是3GPP在2005年启动的新一代无线系统研究项目。LTE采用了基于OFDM技术的空中接口设计，目标是构建出高速率、低时延、分组优化的无线接入系统，提供更高的数据速率和频谱利用率。整个系统由核心网络（EPC）、无线网络（E-UTRAN）和用户设备（UE）3部分组成，（见下图一）。其中EPC负责核心网部分；E-UTRAN（LTE）负责接入网部分，由eNodeB节点组成；UE指用户终端设备。系统支持FDD和TDD两种双工方式，并对传统UMTS网络架构进行了优化，其中LTE仅包含eNodeB，不再有RNC；EPC也做了较大的简化。这使得整个系统呈现扁平化特性。系统的扁平化设计使得接口也得到简化。其中eNodeB与EPC通过S1接口连接；eNodeB之间通过X2接口连接；eNodeB与UE 通过Uu接口连接。
（图一，LTE系统网络架构图）
2. LTE技术的发展。
LTE项目是近两年来3GPP框架内为了应对WiMAX等通信技术的挑战于2005年年底紧急启动的规模庞大的新技术研发项目。作为3G向后的演进，LTE得到了各大通信企业、高校和通信研究机构的广泛关注与参与。它采用OFDM和MIMO作为无线网络演进的唯一标准，大大改进并增强了3G的空中接入技术。数据传输能力方面，在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，同时，改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。与3G甚至HSPA相比，LTE在高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容等方面都更具技术优势。
四.软交换技术在下一代网络LTE中的应用。
下一代网络NGN是业务驱动的网络，通过业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载业务分离实现相对独立的业务体系，使业务真正独立于网络，灵活有效地实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使业务和应用的提供有较大的灵活性，从而满足用户不断发展、更新业务的需求。也使得网络具有可持续发展的能力和竞争力。同时，下一代网络是基于统一协议的分组式网络。现有的通信网络，无论是电信网、计算机网还是有线电视网，都不可能单独作为信息基础设施，但近几年IP的发展使人们开始认识到：各种网络都将最终汇合到统一的IP网络，即三网融合。各种以IP为基础的业务能在不同的网上实现互通，IP协议成为各个通信网都能够接受的通信协议，从技术上为NGN奠定了坚实的基础。
软交换是下一代网络的控制功能实体，为下一代网络提供具有实时性要求的业务呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。软交换技术，是NGN体系结构中的关键技术，其核心思想是硬件软件化，通过软件来实现原来交换机的控制、接续和业务处理等功能，各实体间通过标准化协议进行连接和通信，便于在NGN中更快地实现各类复杂的协议，更方便地提供业务。软交换设备是多种逻辑功能实体的集合，提供综合业务的呼叫控制、连接以及部分业务功能，是NGN中语音/数据/视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。
基于SRVCC 网络技术，LTE 核心网络的MME 与现网软交换MSC Server 之间要建立基于IP 的信令接口Sv 接口。该接口在用户从LTE 无线网络向GSM/WCDMA 漫游时由用户终端触发PS 到CS的语音业务切换。 终端用户在原LTE 网络下的承载可能除了有基于GBR（Guaranteed Bit Rate）的语音承载外，还可能同时有非GBR 的数据承载， 在网络和终端具备条件的情形下也要进行相应的处理。在目标网络GSM 或WCDMA 支持和终端手机支持的情况下，SRVCC 的切换同时可能伴随PS 到PS的切换。 PS 到PS 的切换要涉及到网络的S3/S4 接口或Gn 接口； 同时进行PS 到PS 的切换可使得在LTE 网络如Web 浏览的数据业务在目标网络中保持连续。
基于3GPP 网络技术规范和GSMA 运营商企业联盟IR.92 技术规范，IMS MMTel 是2G/3G 移动网络进一步演进并在LTE 时代提供多媒体语音业务的关键网络技术；IMSMMTel 是保证运营商在下一代网络业务运营中处于主导地位的关键。运营商在现网的网络建设中应积极推进和部署IMS 的网络建设。运营商在现网的网络建设中，在网络IP 化建设的基础上，基于移动网络的设备演进能力，积极的推进网络软交换系统与IMS 系统的设备功能融合，例如进行MGCF 与MSCServer 的功能融合，IM-MGw 与软交换MGw 融合， 推进SIP-I 技术的网络部署；从而简化IMS 与现网组网的复杂度，加快IMS 的网络应用步伐。 在LTE 网络部署的同时，在IMS MMTel 成熟的区域部署SRVCC 的网络应用解决LTE 覆盖不连续问题。 分析和准备CSFB 的网络技术应用。在现网的网络建设中，在现有的软交换系统中部署SGs 网络互通接口，以确保用户语音业务的应用。
五. 软交换技术的过度策略。
软交换又称为呼叫AGENT、呼叫服务器或媒体网关控制。其最基本的特点和最重要的贡献就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器或网元上的软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制、连接控制（建立会话、拆除会话）、信令互通（如从7号信令到IP信令）等。这种分离为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面，使业务提供者可以自由地将传输业务与控制协议结合起来，实现业务转移。这一分离同时意味着呼叫控制和媒体网关之间的开放和标准化，为网络走向开放和可编程创造了条件和基础。下一代网络（NGN）是一个建立在IP技术基础上的新型公共电信网络，它将话音、数据、视频等多种业务集于一体。建设下一代网络是电信竞争的需要。随着通信技术的飞速发展和电信市场的逐步开放，电信业的一个最重要的发展趋势就是业务运营和网络运营的分离，由网络运营商提供可靠、高效的基础承载平台，由业务提供商提供各种应用，他们与设备制造商三足鼎立，共同推动了电信业的繁荣和进步。软交换技术是下一代网络的核心技术，软交换思想吸取了IP、ATM、IN和TDM等众家之长，形成分层、全开放的体系架构，作为下一代网络的发展方向，软交换不但实现了网络的融合，更重要的是实现了业务的融合。
从网络角度看，通过软交换机结合媒体网关和信令网关，跨接和互连电路交换网与分组化网，尽管两个网仍基本独立，但业务层已实现基本融合，可统一提供管理和加快扩展部署业务。当数据业务逐渐成为网络的主流业务时，可以考虑将电路交换网上的电话业务逐渐转移到分组化网上来，最终形成一个统一的融合网。这种网络演进思路的基点在于网络和业务的融合，不在于节点的融合，它允许不同的网按照各自最佳的方向独立演进，不受限于节点结构，是最适合于像中国电信这样的传统运营商的网络演进策略。据国外统计数字估计，在8年内一个不投资在软交换的运营商的利润将比投资在软交换上的运营商少50%。当然，软交换技术还在发展和完善过程之中，会有这样或那样的问题，但作为网络技术的发展方向已经获得业界的认同。软交换的切入点将随网络运营商的侧重点不同而有所差异。通常是从长途局和汇接局开始，再进入端局和接入，然后扩展到多媒体应用和3G网络。当然，不同的运营策略将有不同的切入点优先次序，但最终都是提供一个完整的端到端的解决方案，完成从电路交换网向分组化网的过渡。软交换不仅适合于新兴的电信运营商，也同样适合于传统的老牌电信运营商，都可以完成从电路交换网向分组化网的过渡。
六．结束语
软交换技术缩短了业务提供的时间，有利于高效服务。在下一代网络LTE中，利用软交换技术的特点，便于打造高质量服务，利用复杂的技术，解决通信难题，有利于移动通信的进一步发展。
参考文献：
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[3]岑建雄 软交换技术应用浅谈 [期刊论文] 《科海故事博览·科教创新》 -2009年5期
【关键词】互联网数据中心；高层交换技术；第四层交换
引言
高层交换技术在换联网数据中心方面的大力推进，不仅在技术上有了全新的推进，同时也在交换技术方面展现了极大的优势，这不仅对于曾经一直使用的交换技术所展现出来的技术革命，为展现互联网在数据方面的技术问题发挥了重大的影响，满足现今对于互联网时代的新要求，能带动相关技术方面新的进步，在方便使用的同时，达到新的网络时代要求，对于互联网数据中心的高层交换技术方面的研究，是对互联网数据中心技术一次新的推进。
互联网数据中心的出现以及在高层交换技术上面的成功应用，成功的突破了高层交换技术的弊端，在传统的底层交换的基础上又相继出现了第四层交换和第七层交换。这些先进的交换技术的出现适应了当下Internet上处理大量信息和业务的技术需要。对解决局域网和互联网的宽带和容量问题发挥了很好的作用。
一、互联网数据中心的运行模式
互联网数据中心的运营模式是以互联网数据中心为核心展开的，结合骨干网运营商、互联网数据中心服务商以及ISP、ICP、ASP等运行的。现有的互联网数据中心的运行模式突破了传统的运行模式，使得企业和个人能够参与或者通过经营互联网经济成为了可能，也使得了互联网参与者能够利用自身的特长结合互联网的优势来进行经济活动等。互联网数据中心的服务范围比传统的互联网服务中心变的更为广泛，其中包含提供高速接入、主机托管、场地出租、VPN以及设计网站等等。它的运行模式是结合现代最新科技进行的，在整体对数据的计算以及辅助设计方面都有了很大的提高，并且能够适应大规模的信息量的接收和发送等，互联网的这些功能适应了时展的需要以及各领域各行业发展的需要。
二、传统的第二、三层交换
传统的第二层交换技术是在传统的互联网技术的基础上形成的，他只能够适应简单的局域网的数据交换，对于比较大规模的数据交换是无法接受的。第二层交换技术建立在OSI七层网络模型中第二层。它对数据的处理依赖的是MAC地址。第二层交换技术只能够满足普通用户的一般需要，进行简单的数据处理等，它的功能局限在一定的区域内，最大的缺陷就是无法适应越来越多的大规模数据计算以及高层交换的需要。传统的第三层交换则是建立在OSI参考协议的第三层。它也被叫做IP交换技术和交换路由技术。通过对路由技术的应用扩大了互联网的数据接收和输出能力，也提高了互联网的数据计算速度。这是对第二层交换技术的一种突破，它的应用使得互联网技术又向前迈进了一步。同是路由技术也扩大了局域网的适用范围。第三层交换技术通过使用第三层路由交换协议来确定信息的传送路径，这个路径相比于第二层交互技术而言可以使用多次，同是第三层交换技术不仅可以通过路由快速的发送信息，而且还能够通过路由技术发送数据包。
三、第四层交换技术
第四层交换技术的出现是对第二、三层技术的一种突破，它在信息的传输过程中不再依赖于MAC地址或源，而是依赖于TCP/UDP的应用口号。第四层交换技术传输的服从协议也扩大到HTTP、FTP、NFS、Telnet等。在第四层的交换中也为每一个提供搜寻使用的服务器组建立了虚拟的IP地址。在其中每一种的服务器都支持者某种应用。虚拟的IP地址提高了互联网的交换速度。不同于第二三层交换技术的是，第四层指的是OSI模型中的传输层。传输层的功能是在网络资源和目标系统之间起到协调通信的作用。基于传输层形成的交换技术在信息传输速度上又提高了一个层次，同时对于信息的识别功能也有了很大的提高，这就使得互联网在信息传输过程中的智能化更高。另外，第四层交换技术的端口系统是TCP和UDP，这种端口系统的端点能够利用信息来区分数据包中的数据，尤其是端口号使得一个接收端的计算机系统能够确定它所接收到的IP包的类型，并把它交给合适的高层软件，这就实现了智能化的高层交换，到达了基于互联网数据中心的高层交换技术使用的需要。具有第四层功能的交换机除了具有以上几种功能之外，它还能够起到与服务器相连接的“虚拟IP“前端的作用。
四、第七层交换技术
互联网交换技术已经成功的由第二层实现了向第三层第四层的跨越，现在也实现了向第七层交换技术的跨越。不同于前几个层的交换技术的是，第七层交换技术的智能性能够得到进一步的控制，也就是对所有传输流和内容的控制，这就是我们现在所说的智能化。上面我们谈到第四层交换技术已经基本达到了这个水平，但第七层交换技术更加先进。第七层交换技术对于前面几种来说是一种突破，它能够满足简单的数据计算以及信息的传输和数据包的传输等，第七层交换技术包含了前面几种交换技术的所有功能。具有第七层交换技术的交换机能够做到保证不同类型的传输流可以被赋予不同的优先级。它不仅仅是依赖于路由设备或者其他的应用来识别差别服务的，而是通过智能化的装置对传输流进行过滤来分配优先级的，这就使得使用它的用户不必过多的依赖于应用和路由就可以达到自己的目的。除此之外，第七层交换技术还能够实现有效的数据流优化和智能负载均衡。
随着信息化时代的到来，各行各业的经营发展越来越依赖于互联网络，同样的，对于互联网技术的要求也越来越高，计算机技术的不断革新满足了社会发展的需要。新型互联网数据中心的出现满足了当代各行各业对互联网技术的需要，尤其是高层交换技术的不断革新，使得互联网在使用中变的更为便捷高速。相信在不久的将来，计算机交换技术会更较完善。
总结
就目前经济信息技术变化现状，高层交换技术在换联网数据中心方面的大力推进，在技术上有了全新的变革，在满足现今社会发展的同时也在交换技术方面展现了极大的优势。这对于交换技术所展现出来推进作用是前所未有的，也为互联网在数据方面的技术问题发挥了重大的影响。现今社会对于互联网时代的有着新的要求，这就要求不许应用新的技术来促进也能够带动新的发展，在方便用户使用的同时，达到新的信息时代要求，所以对于互联网数据中心的高层交换技术方面的研究，必将会使高层交换技术到达一个新的时代。就本文中全面对于互联网数据中心的高层交换技术全面的分析，对于相关技术已经有了一个全面的了解，希望能够对有相应要求的用户有所指导。
参考文献
[1]张志刚.Web内容交换现身[N].中国计算机报，2010年
关键词：网络教育，数据库技术网络课件，网络管理
随着计算机多媒体技术和网络技术的发展，以计算机技术为核心的教育技术已引起广泛的关注，人们开始认识到校园网络这种技术应用于教育将会极大地促进教育的发展，将会带来教育思想、教育内容、教育方法、教育手段、教育模式、教育过程的深刻变革，传统的教学模式将会被打破。教育技术的应用，教育手段的更新必然会对传统的教育教学方法、教育观念、教育思想产生一种冲击，形成一种新的模式。与传统课堂教育方式相比，新教育方式最重要的特点在于它突破了时间和空间的限制，不再需要教师和学生面对面地教与学，而且也打破了实物与虚物的界限，让学生沉浸在营造的真实情景中。。可以看到这是现代科学技术和社会信息化对教育的挑战，也是教育改革与发展的大趋势。
网络教育是基于Internet的教育模式，它的实现依赖于计算机以及通信网络相关的技术。而这些技术的高速发展为网络教育提供了强有力的保障。在网络教育应用系统的设计和实现过程中有许多关键技术，如数据库技术、多媒体技术、网络通讯技术以及网络管理技术等。
1、数据库技术
数据库技术是一种计算机辅助管理数据的方法，它的主要任务是指对数据的组织、编码、分类、存储、检索和维护。它的技术核心是Web服务器与数据库的连接，主要技术包括：CGL、JDBC等。
1.1 CGI技术方式。
CGI（common gatewayinterface）通用网关接口技术，是Web服务器将用户请求提交给应用程序并从用户处接收和返回数据的标准方法。当用户请求一张网页（例如，点击加亮的词或者输入一个网站的地址）时，服务器将返回所请求的页面。然而，当用户在网页上填写万一张表单并将其发送出去后，它通常需要被应用程序处理。Web服务器通常将表单中的信息转发给一个小应用程序，由它处理数据并返回确认信息。这种在服务器和应用程序之间交换信息的接口被称作通用网关接口（CGI）。它是互联网上的超文本传输协议（HTTP）的一部分。CGL作为最早的数据库与Web的连接方式以及极佳的跨平台性能，得到了广泛的应用，但用CGL方式执行效率低，有其局限件。
1.2 JDBC技术方式
JDBC（Java DatabaseConnectivity）技术方式是由一组用Java语言编写的类与接口组成，代表用来执行SQL语句的Java语言应用程序编程接口API，并代表JAVA程序访问数据库的技术。它包括JDBC API，JDBC Driver API和各种JDBC驱动程序，为数据库开发应用提供了标准的应用程序编程接口。JDBC支持基本SQL功能，定义了通用的SQL数据库存取架构，在各种各样的数据库连接模块上提供统一的界面。客户端通过浏览器向Web服务器发出请求,并将数据请求交纳数据库服务器处理。web服务器与数据库服务器保持连接，作为数据库请求处理。JDBC是目前比较有发展的途的方式之一。
2、网络课件制作技术
网络课件是在网络环境下让不同地域、不同年龄、不同阶层的人通过网络途径在任何时段获取教学内容的教学工具，也是学生自主学习和获取信息的一种手段，其学习的主体是学生，使用课件的主体也就是学生本人。因此，网络课件对于教师是用来教学的课件，而对于学生来说更是一种“学件”。课件包括文字、图像、音频、视频和动画等。课件制作技术通常采用了多种多媒体技术，如声音处理技术、图形处理技术、图象处理技术、计算机通信技术和数据存储等技术。
从目前网络课件技术实现的形式和方法来看，大致可分为三种：—种是通过网页给学习者提供教学材料和相关资料，以及与其他的有关教育资源链接，这类课件从结构到内容均实现“教科书上网”，即“电子课本”，其特点在于充分利用电脑网络的多媒体呈现与超文本链接性质，提供较传统平面教材更具弹性的视、听方式。第二种是除了在网上提供学习材料外，还要求学习者通过电子邮件、电子公告栏、网上练习和测量进行异步双向交流；第三种是同步模式(或称协同模式)，分布在不问地方的教师和学生通过网上交谈室、电话会议、视频会议或MUDs(MOOs)系统同时在—个“虚拟教室”中进行同步双向交流，模拟传统面对面教学的各种行为。在这种模式下，课件除了具有前两种的功能外，还要具有充分支持开展交流和交互的多种教学形式，如自主式学习、探索式学习、协作式学习和辩论式学习的能力。我国的网络课件大部分属于第二种，有—些属于第一种，只有极少数高校网络学院采用视频会议系统，如北京邮电大学、浙江大学、湖南大学、清华大学等。
3、网络通讯技术
校园网络教育离不开先进的通讯网络技术，也是教育网络化的前提。校园网的建设，首先是建立一个覆盖全校范围的校园计算机光纤骨干网络。其覆盖范围包括校园内的教学楼、行政办公楼、实验楼、图书馆等设施。校园计算机网络平台是校园网应用系统的基础，必须建立计算机网络中心，承担网络系统的数据交换、提供为全校信息系统服务的服务器，保证网络应用管理系统的正常运转。校园光纤骨干网一般采用星型拓扑结构的快速以太交换网或ATM网络技术，构建100M/1000M光纤交换网，使校内信息子网和各个信息点能够进行高速信息交换，保证多媒体应用对网络带宽的要求。其次是网络中硬件设备的互连。各种硬件是用来连接传输介质、计算机系统和其他信息处理系统并同时具备特定的信息转发和处理功能的网络设备。为使不同计算机或网络上的用户能彼此通信以实现更大范围的资源共享，从而将网络与网络通过网络互连设备进行互连。网络层的互联设备主要包括：网卡、调制解调器、中继器、集线器、交换机、路由器及服务器等。
目前高校的校园网主干网一般都采用先进成熟的交换技术，即主干网协议采用TCP/IP。而楼内局域网一般采用快速以太网，如100BASE—T、FDDI、TCNS（Thomas—Conrad Networking System）以及100VG—Any LAN和ATM等。
4、校园网络的管理技术
互联网、企业网、校园网等多种规模的网络得到迅速发展，各种网络问题及其管理问题也随之而来，对网络管理员的挑战也越来越大。
校园网络具有开放性，互连性和共享性等特征，使网上信息安全存在着先天不足，再加上系统软件中的安全漏洞以及所欠缺的严格管理，致使网络易受黑客、病毒的攻击。要保证网络的绝对安全是不可能的，必须根据网络的现有状况，对安全需求进行分析，采取必要的网络安全策略，使网络安全问题造成的影响降到最低。速度是网络存在的最大优势，危害网络的最大隐患还有网络阻塞。在网络中，数据报大于信道或设备的承载能力时，网络就会发生拥塞，严重时会使网络瘫痪。因此，必须制定出合理的安全管理目标、选择合适的产品，从技术手段、行政管理上采取多种防护措施，协同处理、相互加强，采取完善有效的安全策略，确保校园网络的安全运行。校园网络管理技术主要有网络的安全管理技术、网络管理协议技术。
4.1 网络的安全管理技术。
在软件管理方面，首先要保证校园网络的安全性。由于网络与Internet广泛使用,数据在存储和传输中可能被盗用、暴露或篡改，网络软件也可能遭受恶意程序的攻击而使网络瘫痪,因此,计算机网络安全的内容主要是：
1、为用户提供可靠的保密通信。
2、设计安全的通信协议。
3、对接入网络的权限加以控制,防止什么人都可以访问网络。
一般来说网络安全包括防火墙，加密与论证，网络安全扫描,网站监控与侦测，备份与恢复等多种技术。
4.2 网络管理协议技术。
为了保证校园网络的安全性，有效发挥校园网络的教育功能，必须对联网的个人计算机和工作站进行有效的管理。一般情况下有两种管理方法：一种方法是使用SNMP控制台，它是在原设计的基础上，增加了管理联网工作站的设施，在管理任何设备之前，SNMP控制台必须把该设备的MIB预编译到它的内核中去。第二种方法是使用非集成的软件实用程序来解决联网PC或工作站的管理问题。对于管理联网的个人计算机和工作站网络管理协议是和网络管理软件交换信息的方式,它定义使用什么传输机制,上存在何种信息以及信息格式的编排方式。常用的有SNMP和RMON。
4.2.1、SNMP（Simple Network Management Protocol）
SNMP是简单网络管理协议，是TCP/IP协议簇中的一个应用层协议。。SNMP 是专门设计用于在 IP 网络管理网络节点（服务器、工作站、路由器、交换机及 HUBS 等）的一种标准协议，它是一种应用层协议。 SNMP 使网络管理员能够管理网络效能，发现并解决网络问题以及规划网络增长。通过 SNMP 接收随机消息（及事件报告）网络管理系统获知网络出现问题。。
SNMP 管理的网络有三个主要组成部分：管理的设备、和网络管理系统。管理设备是一个网络节点，包含ANMP 并处在管理网络之中。被管理的设备用于收集并储存管理信息。通过 SNMP，NMS 能得到这些信息。被管理设备，有时称为网络单元，可能指路由器、访问服务器，交换机和网桥、HUBS、主机或打印机。SNMP 是被管理设备上的一个网络管理软件模块。SNMP 拥有本地的相关管理信息，并将它们转换成与 SNMP 兼容的格式。NMS 运行应用程序以实现监控被管理设备。此外，NMS 还为网络管理提供了大量的处理程序及必须的储存资源。任何受管理的网络至少需要一个或多个NMS。
4.2.2、RMON(RemoteMonitoring)
RMON的中文含义是远程监控,它是关于通信量管理的标准化规定，其目的就是要测定，收集网络的性能，为网络管理员提供复杂的网络错误诊断和性能调整信息。远程监控（RMON）是一个标准监控规范，它可以使各种网络监控器和控制台系统之间交换网络监控数据。RMON为网络管理员选择符合特殊网络需求的控制台和网络监控探测器提供了更多的自由。RMON 规范是由 SNMP MIB 扩展而来。在RMON 中，包含了一组网络统计数据和性能指标，它们在不同的监视器（或称探测器）和控制台系统之间相互交换。其监控结果数据可用来监控网络效用，因而为网络规则及运行提供调控依据，同时协助网络错误诊断。
综上所述，校园网络教育采用了许多先进的计算机技术，不仅包括数据库技术、网络课件制作技术、网络通讯技术，还包括网络的各种管理技术。正因为使用了各种先进的信息技术，才使得校园网络在现代教育中发挥着不可替代的作用。随着计算机技术的不断进步，校园网络技术也必须与时俱进。只有这样，才能更好地发挥网络教育的功能，为学生提供优质的网络学习环境。
参考文献：
1、宋奇慧：《网络文化产业——新的文化经济增长点》[J] 北京邮电大学学报2005
2、金振邦：《新媒体视野中的网络文学》 [J]东北财经大学学报. 2005
3、北大青鸟信息技术有限公司：《网络技术与教育技术》[M] 北京大学.2005
关键词：局域网；交换机；数据中心
中图分类号：TN915.05 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 08-0000-02
世界在进步，科技在发展，网络也在不断的提速。从第一块网卡的问世，到现在通用的千兆以太网卡、万兆网卡，甚至还有很多超万兆的网卡出现。标示着，世界正在发生翻天覆地的变化，数据流量正在不断地增加，传统的交换机已经不能满足现在日趋复杂的网络和庞大的流量。为了能够更好的承载视频、语音、文件等各种服务。需要高速的硬件和新一代的交换系统来处理越来越大的数据流量。随着云计算的发展越来越快，对于数据中心的建立将带来更大的考验，对交换机的性能、背板带宽要求也更加高。数据中心交换机在此大环境下孕育而生，接替了传统的交换机工作在数据中心。提供了更高的可靠性，更稳定的性能和更大的吞吐量。还有更新的技术解决复杂的网络。
一、交换机的发展
（一）第一代交换机
交换机的出现，首先应该从最早的共享式HUB说起，在网络出现的初期，网络互联的目的也仅限于进行科学计算和学术研究，所以网络的应用范围极其有限，而这一切反过来又限制了网络技术的发展，当时人们使用网络的目的非常简单，只要能把计算机联在一起，可以传输数据就行，伴随着以太网技术的出现，最简单的网络互联设备HUB出现了，它的出现只是简单的将多台计算机物理链路上连接在了一起，并不能有效的满足网络用户传输数据的要求，因为当一个用户传输数据时，其它的用户就会不能传输，所以虽然是计算机联网了，但由于经常的数据冲突，网络的利用率非常低，而且由于HUB只是物理链路层的设备，所以它不能有效的控制冲突，网络规模也受到限制。
随着网络技术的发展，出现了可以控制冲突的设备网桥，网桥可以将不同的端口之间分割成不同的冲突域，使得冲突域大大的减少。刚开始的时候，网桥的端口相当少，可能只有两口，但是随着科技的发展，网桥的端口变得越来越多，就形成了现在的交换机。可以说网桥就是交换机的前身，因为他们的转发方式是相同的。
但是随着科技的发展，数据流量也越来越大，于是网卡迅速得到了升级，从开始的10M到100M,最后到使用普遍使用的1000M网卡，使得网络的传输在不断的升级中得到了解决。但是数据流量的增加也会带来新的问题。大量的广播风暴，导致网络的利用率变得相当低，于是一些局域网技术孕育而生（如vlan）。于是交换机开始进行改革，出现新型的交换机，三层交换机。
（二）第二代交换机
交换机的出现解决了冲突域，但是广播风暴也使得传统的二层交换机变得弱不禁风，大量的广播消耗着交换机的性能，使得交换机的转发效率变的相当的低。网络也在越来越复杂，流量也越来越大。有没有一种交换机能够隔离广播，vlan技术的出现了解决了这个难题。不同vlan之间的广播不在能够进行随意的传播，广播的范围得到了很好的限制，提高了交换机的效率。正是因为vlan的流量不能进行互通，解决了广播风暴，可是现实中的局域网，位于不同vlan之间的通信就成了一个问题，需要路由器进行路由才能到达另一个vlan，虽然这样做可以解决不同vlan之间的通信，也产生了额外的开销，需要多购买一个路由器。如果交换机能够进行二层转发的同时，自己还能实现路由，就不再需要额外的路由器来处理。
三层交换机顺应着时代的发展，满足了这样的要求。可以说三层交换机就是路由器和交换机的融合。具备了二层交换机的所有的功能的同时，还使其拥有了路由的功能。三层交换机已经成为当今网络组网中不可或缺的设备。
即使在三层交换技术相当成熟的现在，三层交换机也从来没有停止过它的发展，主要是因为三层交换机的应用环境正在面临巨大的变化。
随着时间的推移，以太网的传输速度从10Mbps逐步扩展到100Mbps、1Gbps、 10Gbps，以太网的价格也跟随摩尔定律以及规模经济而迅速下降。如今，以太网已经成为局域网(LAN)中的主导网络技术，而且随着万兆以太网的出现，以太网正在向城域网(MAN)大步迈进，因此也拉动了三层交换机的更深层次的变革。
今天的核心交换机的交换容量已经达到了上百Gbps的水平，可以满足十几个万兆端口和几百个千兆端口的线速转发，能够很好地在网络融合的趋势下承载各种业务。Internet的发展是快速的，现在的交换机已经能够承载庞大的流量，特别是机箱式交换机，交换容量已经达到了上千Gbps的水平，而虚拟化和云计算的发展对交换机有一次带来了考验。需要更大吞吐量的交换机来对数据进行转发，更需要更新的技术对数据提供更高的可靠性，还必须利于网络管理员的管理。
为了能够在数据中心承载大量的吞吐量的同时，提供高可靠性，数据中心交换机也随着时代的发展而出现了。
（三）数据中心交换机
人们对信息的需求是无所不在的。人们把数据存储在数据中心里人们把数据存储在数据中心里，但数据的产生和使用可以在任何地方，包括Web、移动应用、分支机构、合作伙伴站点或子公司。由于数据无所不在，因此，网络就成为 网络就成为Data Center的基础平台。
由于网络具有很多内在的性质，因而可以作为提供共享数据中心基础设施的基础。它能够触及到数据中心运作的方方面面，无论是远程还是分布式，都能以统一、一致的方式提供服务。 因此同时无论何种类型的数据中心都必须具备高带宽，高密度、高管理性和高安全可靠性的基本要求。
所以数据中心交换机应该具备以下几点要求：
1.高带宽、高密度。可以说对于数据中心交换机的与普通的交换机最大的区别就在于高带宽，以及相对较高的密度，使得数据中心交换机采用那么大的吞吐量。例如Cisco nexus 7000最大支持15Tbps以上、Arista 7500 最大支持10Tbps、华为CloudEngine系列交换机最大支持48Tbps，提供了更加恐怖的吞吐量。
2.支持数据中心以太网(DCE)的能力，它可以说是下一代数据中心进行整合的技术标准，为数据中心的新架构和业务部署提供基础硬件条件。
3.虚拟化的能力。支持存储网和数据网的整合(Unified Fabric)、支持设备的虚拟化管理和调配、支持跨物理设备的虚拟集成，等等。
4.全业务处理能力。众所周知，应用的复杂度实在不断提升，同时伴随着网络的融合，应用对网络的交互是必然，可以预见的是网络的复杂度也将不断的提升。这也应诊我们的判断：应用对网络控制将逐步增强，网络同时也在为应用而优化。因为多业务的设备和多业务融合的网络才是我所需要的环境。
（四）数据中心交换机新技术
交换机的吞吐量、性能的提高，必然也会带着数据中心交换机技术的革新。
FCoE：Fibre Channel over Ethernet 以太网光纤通道。FCoE技术标准可以将光纤通道映射到以太网中，将光纤通道信息插入到以太网信息包内，从而让服务器-SAN存储设备的光纤通道请求和数据可以通过以太网连接来传输，而不在需要专门的光纤通道。简单的来说，它就是把存储网（SAN）的数据帧封装在以太网帧内进行转发的技术。由于该项技术的简单性、高效率、经济型，使得其它的解决方案相形见绌，目前包括存储厂商、网络设备厂商、主机厂商、网卡厂商都在研发该项技术，并使之商用。
MLAG（multi-chassis link aggregation） 和VPC（ virtual Port-Channel）比较类似两个技术，MLAG是最近这两年横空出世的Arista公司推出的数据中心交换机的多设备的链路聚合技术，VPC则是Cisco推出的协议。这里给大家简单介绍一下Arista的MLAG。
大家知道在二层实现负载均衡和冗余，可以通过在两个设备之间配置LACP。但是由于spanning-tree的存在，不能在不同的设备之间实现负载均衡，因为SPT会阻塞到端口。
如下图：
在图1中二层的冗余和负载可以使用LACP解决。
在图2中如果是数据中心交换机SwitchA的数据要到ROUTER的时候，由于2层转发原理和spanning-tree的原因，只能形成单链路到达ROUTER,对于相对流量较大的数据中心，这样对于交换机的压力是很大的，并且也将低了设备的利用率，也不能实现负载。
MLAG技术将SwitchA连接到SwitchB和SwitchC的两个端口使用LACP的技术捆绑，在SwitchC和SwitchB使用MLAG技术，类似与LACP。分别将两台设备连接到SwitchA端口绑定到一个MLAG组里，MLAG组类似一个LACP的组，相当于将SwitchB和SwitchC虚拟融合成一台设备，这样逻辑图就成了图1中图了，再使用一台连接线，用于同步两台设备的信息和MLAG的控制信息。 MLAG的应用环境大致就是，但是实际应用的时候的网络环境要复杂的多。这里对于数据中心的一些技术我们就不在特别讨论了。
二、数据中心交换机优势
数据中心交换机的相对于传统交换机的优势是在是太明显了，因为数据中心交换机拥有传统交换机的所有二层和三层的功能，能够取代这些交换机的工作，不过数据中心交换机不用在数据中心却有点大材小用，一般的网络中心根本就没有那么大的数据流量，并且从端口来说对于万兆光口来说用于接入层还是很少有设备能与它互连，因此传统的交换机在短时间里是不会被淘汰的，他们各自所扮演的角色是不一样的。
普通核心交换机以满足互联互通为主要目的，无法实现对业务精确识别与控制，在大业务情况无法做到快速响应和零丢包，无法保证业务的连续性；系统的可靠性主要依赖于设备的可靠性。
数据中心交换机以高质量的业务保证和控制识别能力为特征，端到端的流控与背压机制，保证数据传输的稳定可靠，平抑网络浪涌。可靠性、安全性更高，组网方式更简单，业务部署更快捷。
三、数据中心交换机的发展未来
数据中心是数据大集中而形成的集成IT应用环境，是各种业务的提供中心，是数据处理、数据存储和数据交换的中心。近年来，数据中心建设成为全球各行业的IT建设重点，国内数据中心建设的投资年增长率更是超过20％，金融、制造业、政府、能源、交通、教育、互联网和运营商等各个行业正在规划、建设和改造各自的数据中心。随着企业信息化的深入和新技术的广泛使用，传统数据中心已经无法满足后数据中心时代的高效、敏捷、易维护的需求。
大型化、虚拟化、综合化数据中心服务已经主要特征，尤其是云计算技术引入后，数据中心突破了原有的场地出租、线路带宽共享、主机托管维护、应用托管等服务，更注重数据的存储和计算能力的虚拟化、设备维护管理的综合化。新型数据中心采用高性能基础架构,实现资源按需提供服务，并通过规模运营降低能耗。云计算数据中心概念被提出，由此我们认为，云计算数据中心本质上还是在数据中心的物理基础设施上，采用虚拟化等云计算技术，提供传统的数据中心业务和各种新型网络应用服务。当云计算和虚拟化技术已经成为一种趋势的时候，给数据中心的建设带来了严峻的考验，不过数据中心交换机的发展丝毫没有比云计算和虚拟化的发展慢，为搭建更好的数据中心提供了保障。
随着2010年IEEE 802.3ba 40G和100G标准正式获得通过，将标志着未来几年的数据中心交换机的部署将使用这些新标准。预示着数据中心的流量将更加庞大，对基础网络设备的要求更加高，为了能够更好的承载未来数据中心的，数据中心交换机也会跟着数据中心的发展一样，成为时展的趋势。
结束语
随着云计算和虚拟化技术的迅速发展，数据中心业务的融合，对交换机的性能、功能、可靠性等提出了更高的要求。但由于数据中心交换机能够承载各种业务，对数据的传输提供较好的保障。而数据中心交换机将来还会承载未来更多的业务，对未来网络的发展有很好的扩展性。所以相信对于未来数据中心的建立，数据中心交换机会随着时展，针对网络中的需求研发出更高性能、稳定和更新技术的交换机。现在已经步入数据时代，相信数据中心交换机必定会大展宏图。
参考文献：
[1]周洋.浅谈网络核心交换机架构的演讲[J].科海故事博览?科教创新.2010(1)
0引言
随着物联网信息时代来临，监控系统的应用领域越来越广泛，面对的对象也日益复杂，监控系统正朝着智能化、网络化、通用性的方向发展。由IEEE传感技术委员会和美国国家标准技术研究所（NIST）联合制定的IEEE1451智能变换器接口系列标准，致力于传感软件应用的可移植性、传感应用的网络独立性、传感器的互换性[1-2]；基于IEEE1451标准的智能监控系统，可实现应用的标准化，满足系统的通用性要求，它可把系统数据获取方式、分布式传感与控制提升到一个更高层面。
目前针对网络化监控还没有全面、统一的数据传输规范，各生产厂家的监控设备、网络传输设备、工控设备等所采用的数据封装格式、编程语言和系统平台都相差甚远，基本属于各自为战的状态，严重阻碍了监控数据资源的信息共享，成了监控网络信息集成的瓶颈[3]，不符合物联网技术应用的发展趋势。解决问题的关键在于统一各个监控系统的数据交换接口，即需要规范监控系统数据的封装格式。可扩展标记语言（eXtensible Markup Language， XML）在元数据的描述上具有生产商中立特性、平立性、低开销和易用性等特点，并逐渐成为Web元数据标准，已经成为网络信息表示、交换和存储的重要手段[4]。当前国内外学者针对监控系统XML数据交换技术做了比较深入的研究，如文献[4-5]从通用性的意义上描述测控系统跨平台数据交换思想，并设计了一种XML数据交换接口，分析了XML信息流及实现策略；文献[6]则针对环保监测系统提出了一种基于XML的环保数据传输方案；文献[7-9]则从工厂、企业级信息共享、管理的角度研究了XML信息表示与集成技术，未涉及底层监控节点和传感器；文献[10]则利用XML仅研究了不同频谱监测系统之间监测命令和监测数据的交换技术；文献[11]结合IEEE1451.4传感器标准和XML设计了一种网络化传感器系统，但未对XML信息流和XML数据交换设计展开讨论研究。为此，本文将针对物联网技术应用的需求和XML数据统一建模，在IEEE1451标准的架构下，研究面向通用性要求的涉及整个智能监控系统的XML数据流动态描述方法和XML数据交换技术。
论文摘要:随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展，数据通信应运而生，它实现了计算机与计算机之间，计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。
数据通信是以“数据”为业务的通信系统，数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展，以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式，它是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展，数据通信应运而生，它实现了计算机与计算机之间，计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。
1通信系统传输手段
电缆通信:双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式:SSB/FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。
微波中继通信:比较同轴，易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制，通信容量6000路/频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量，可在40M频道内传送1920~7680路PCM数字电话。
光纤通信:光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的，具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。目前用于本地、长途、干线传输，并逐渐发展用户光纤通信网。目前基于长波激光器和单模光纤，每路光纤通话路数超过万门，光纤本身的通信纤力非常巨大。几十年来，光纤通信技术发展迅速，并有各种设备应用，接入设备、光电转换设备、传输设备、交换设备、网络设备等。光纤通信设备有光电转换单元和数字信号处理单元两部分组成。
卫星通信:通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前，成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。
移动通信:GSM、CDMA。数字移动通信关键技术:调制技术、纠错编码和数字话音编码。
2 数据通信的构成原理
数据终端(DTE)有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成，如果传输信道为模拟信道，DCE通常就是调制解调器(MODEM)，它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道，DCE的作用是实现信号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外，还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接，通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。
3 数据通信的分类
3.1 有线数据通信
数字数据网(DDN)。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路，即用户环路的传输也应该是数字的，但实际上也有普通电缆和双绞线，但传输质量不如前。
分组交换网。分组交换网(PSPDN)是以CCITTX.25建议为基础的，所以又称为X.25网。它是采用存储——转发方式，将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段，并在每个数据段上加上控制信息，构成一个带有地址的分组组合群体，在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路，为多个用户同时使用，网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能，但网络性能较差。
帧中继网。帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内，加上寻址和控制信息后在网上传输。
3.2 无线数据通信
无线数据通信也称移动数据通信，它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输，因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的，因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说，移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联，把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户。
4网络及其协议
4.1计算机网络
计算机网络(ComputerNetwork)，就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享，如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分，可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网;广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络。广域网一般分布距离在100-1000公里之间;城域网又称为都市网，它的覆盖范围一般为一个城市，方圆不超过10-100公里;局域网的地理分布则相对较小，如一栋建筑物，或一个单位、一所学校，甚至一个大房间等。
局域网是目前使用最多的计算机网络，一个单位可使用多个局域网，如财务部门使用局域网来管理财务帐目，劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。
4.2网络协议
网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言，网络协议很多，有面向字符的协议、面向比特的协议，还有面向字节计数的协议，但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构，并且非常容易管理。
TCP/IP实际上是一种标准网络协议，是有关协议的集合，它包括传输控制协议(Transport Control Protocol)和因特网协议(InternetProtocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据，IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性，现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层:网络接口层:负责接收和发送物理帧;网络层:负责相邻节点之间的通信;传输层:负责起点到终端的通信;应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机，数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。
目前的IP协议是由32位二进制数组成的，如202.0.96.133就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址，在整个因特网上IP地址是唯一的。
关键词：网络虚拟化；互联网数据中心；VDC；VPC
中图分类号： TP399 文献标识码：A
1传统数据中心的网络系统的特点
（1） 随着业务的迅速增长，数据中心各系统中的网络设备种类繁多、并且零散分布，这种集成度低的网络架构无法提供高度的稳定性和可靠性。
（2） 由于系统种类的多样化，网络设备的零散的分布，也使得整体网络缺乏统一的建设和管理，而且缺乏有效的控制手段，这样同样给维护人员加大了工作量及工作难度。
（3） 同时由于网络设备的繁多，也对机房能耗、环境要求、配套要求、设备及线路安装等提出更高的要求。目前各大运营商虽在进一步努力加大对机房建设，加强对机房规范化管理和质量标准化，但面对现网已使用的数据中心机房，仍存在着严重压力。例如机房空间不足、机房局部过热、电源容量饱和等都成为目前普遍存在并难以解决的问题。因此传统的网络结构对数据中心未来建设和发展而言，也很难打造一个节能、环保的绿色的基础设施系统。
因此通过以上分析可以得出结论：一个合理的、优化的、绿色的网络架构，一个可靠的、稳定的系统，不但能够很好的满足客户需求，同时也节约了资金的投入和维护成本。更加为未来的竞争发展提供了可靠保证。
2现代数据中心系统对网络的要求
人们对信息的需求是无所不在的。人们把数据存储在数据中心里，但数据的产生和使用可以在任何地方，包括Web、移动应用、分支机构、合作伙伴站点或 子公司。由于数据无所不在，因此，网络就成为数据中心的基础平台。
由于网络具有很多内在的性质，因而可以作为提供共享数据中心基础设施的基础。它能够触及到数据中心运作的方方面面，无论是远程还是分布式，都能以统一、一致的方式提供服务。因此同时无论何种类型的数据中心都必须具备高带宽，高密度、高管理性和高安全可靠性的基本要求。
目前在数据中心的最新研究方向是虚拟化。未来，所有的资源都透明地运行在各种各样的物理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，完全实现资源的自动化分配，而虚拟化技术就是实现它的理想工具。
虚拟化技术相对来说是一种开源技术，目前很多企业已经掌握服务器运行的虚拟化技术，供应商正在推广将整个数据中心进行虚拟化的设想。这种设想就是，通过由新的虚拟化技术构建的数据中心平台，实现对服务器、存储设备与网络设备进行动态管理。虚拟化技术会成为运营中重要并且无处不在的因素，因而成为数据中心一种新形式的操作系统；“虚拟化技术颠覆对操作系统的传统看法，并给我们提供创建未来数据中心操作系统的机会。”
虚拟化技术同时也是一种节能技术，根据相关的研究显示，采用虚拟化技术使使用者节省高达70%的硬件投资。因为虚拟化技术可以帮助用户合并多种应用工作负荷，在单个系统上运行多种操作系统环境；优化应用开发，在单一系统上进行测试和开发； 提高系统可用性，在系统之间迁移虚拟环境。
3网络虚拟化技术在数据中心的应用方案
3.1网络虚拟化技术的介绍
3.1.1 方式一：VDC技术
虚拟化技术的方式一：可以将一台交换机能够提供多个虚拟设备环境（VDC）。虚拟设备环境特性能为每个物理设备创建多个虚拟设备实例，无限制地提供所有服务。硬件资源能在这些设备实例间划分。VDC在每个VDC实例间提供全面故障隔离和管理。每个实例的管理和运行都能独立于系统中的其他实例而进行。如下图（1）所示，一台设备可以虚拟成逻辑上的四台设备，在组网时两台设备可以实现过去多台设备才能达到的高可靠性和冗余功能。
例如图（2） 所示：每个虚线框内实际物理上是一台交换机，通过虚拟设备环境虚拟分区成两台交换机，做为核心交换机和下面一层的汇聚交换机交叉相连，从而相当于核心四台交换机与下层交叉互联，提高了可靠性和冗余性。
3.1.2 方式二：VPC技术
虚拟化技术的方式二： 在传统的数据中心二层环境中，上联端口为了避免环路，需要使用生成树协议来阻断一条链路，采用VPC（virtual port channel ）技术，可以无须阻断一条链路，实现双上联，增加了带宽。更加详细地说： （VPC）是种基于堆栈的虚拟端口通道技术，当使用 VPC技术时上端的两个物理交换机对下端交换机而言相当于一台虚拟交换机，因为其简单化的机制使得原来的两台交换机形成环路的限制都不存在了。VPC使得两台核心交换机与下层交换机的连接链路全部处于激活状态，而且对两端交换机而言这些连接链路就是一条端口通道，成倍增加了互联带宽。
如下图所示：左边为传统上联形式，虽然是交叉上联，但只有一条链路工作，另一条为备用。右边为采用VPC技术后的双上联，实际是将两台交换机逻辑的虚拟成一台交换机，这样双上联的链路就不会产生环路，两条链路均可工作，提供了更大上联带宽。
4网络虚拟化技术的优势
通过这种虚拟化工作，我们在数据中心可以实现非常方便的资源调配 （比如端口的调配、处理能力和转发表的调配），资源共享（电源的共享、转发能力的共享），提高抗故障能力（把风险分散到多个物理实体中去）；甚至可以和服务器配合，实现按需配置的虚拟数据中心。这也是云计算技术的一个重要发展趋势。
逐步的网络虚拟化技术将是数据中心的重要组成部分。在整合数据中心结构中，我们会对服务器进行虚拟化、对网络设备进行虚拟化，以满足应用交付的重构，还会对数据存储进行虚拟化，从而实现整体的数据中心虚拟化。未来，数据中心在虚拟化技术的驱动下，将会变得更灵活、更易管理、更安全、更低成本
5网络虚拟化技术的应用案例
本节以某公司的数据中心为例。该公司在数据中心的网络系统部署了虚拟化功能，核心交换机能够将操作系统和硬件资源划分为模拟虚拟设备的虚拟环境VDC，利用 VDC技术可将汇聚层的核心交换机逻辑化分为两个区Outside VDC 和Inside VDC，这两个区分别通过万兆连接到对应的服务对象。 Outside VDC服务对象：低安全区 、核心区， Outside VDC流量会强制被引导到外部网络服务区 。Inside VDC服务对象：高安全区，连接到内部的服务器和应用。外部网络服务区： 来自Outside的流量通过这个区进行流量安全检测和优化服务。先前需要通过4台交换机实现的功能，通过虚拟化技术可以通过2台交换机满足业务的需求，节省了硬件的投资成本。另外，在上行链路中启用了VPC 协议，可以达到双活的上行链路，增加了带宽。避免了链路的浪费。整个数据中心通过虚拟化的技术，比原先节省了投资30%。另外，虚拟化技术减少了设备数量，提高了链路的使用效率，因为减少了在使用成本，更加节能环保。
结语
综上所述，虚拟化已成为一种趋势，通过虚拟化技术，可以为企业降低硬件的投资成本，提高现有设备的使用率。在数据中心领域，通过广泛采用虚拟化技术，可以大大提高服务器、存储、网络资源的利用率，降低硬件投资和运营成本，为企业的发展提供竞争优势。虚拟化技术可以帮助企业打造出了更加高效、可管理性更高、资源配置更灵活的数据中心。不管是数据中心自身的整合与扩容，还是降低能源消耗，虚拟化技术在其中都承担了很重要的角色，使它成为下一代数据中心发展的关键。 下一代数据中心将会向着虚拟化的方向进一步发展，最终做到完全透明的虚拟化，让企业用户能够根据具体环境进行具体应用。
参考文献
关键词：网闸；数据复制；goldengate；海量数据交换
中图分类号：TP311
上海卡口系统部署在独立的网上，各分县局负责建设本辖区的系统，采集本辖区的卡口过车数据，并存贮在本地。市局在图像网上对各分县局卡口系统的过车记录数据进行了抽取整合，集中存储。根据统计，全市每日卡口过车数据增量接近5000千万条，存储容量日均增长10GB。
上海公安卡口系统网和公安网完全物理隔离，而公安业务信息系统主要部署在公安网上，为了开展卡口数据在公安网上共享应用，需要将图像网中的卡口过车记录数据同步交换到公安网。目前，在两张网之间搭建了基于网闸的内外网交换系统，但采用什么方式通过网闸进行海量卡口数据安全、实时的交换是本文主要讨论的问题。
1 内外网交换情况分析
1.1 上海公安内外网交换平台简介
为了实现公安网和图像网数据共享交换，市局在两张网之间部署了基于网闸的数据交换平台。交换产品采用合众软硬件一体化的安全数据交换系统，提供数据库、文件、流数据安全交换，并提供文件格式检查、病毒查杀、数据加密、交换审计等安全服务。
合众安全数据交换系统从硬件上由两部分组成：外网交换服务器（OES）和内网交换服务器（IES）。在OES和IES之间部署网闸实现隔离，其拓扑图如图1所示：
图1 上海公安内外网交换平台拓扑结构
1.2 在可用交换方式下，对海量数据实时交换方式的测试研究。
1.2.1 数据库交换方式效率的测试与评估
针对卡口过车记录数据海量增长特性，对交换平台提供的数据交换方式进行评估分析，测试验证各种可行的数据交换方式，通过实际评测后，确定最终可以选用的技术方案。
首先，评估数据库交换方式的可行性。从合众内外网数据交换平台的性能特性可知，在理想条件下，即不考虑源库、目标库、交换平台性能瓶颈条件下，该平台每秒钟最高可交换数据记录数为4000条，但在实际测试中，每秒钟只能实现300余条数据记录的交换，原因分析是源库和目标库的io性能差所致。而卡口过车记录一天生产大约5000万条，平均每秒钟产生600条，若考虑上下班高峰时段，每秒钟实际过车记录数目可能超过2000条，可见交换平台的数据库交换方式不能满足实际需求。
其次，对于文件交换方式，通过实际测试每小时可以实现近2TB的数据交换。而卡口系统数据库存储容量日均增长约为10GB，每小时增长450MB；卡口系统数据库的归档日志日均生产量为500GB，每小时接近20GB，可见无论采用数据库导入导出方式还是采用日志挖掘复制方式的文件交换方式均可以实现海量卡口过车记录数据交换。
1.2.2 数据交换方式的选择
可以文件交换方式实现数据同步实时复制的主要技术有数据复制类工具和数据导入导出工具。
分析数据库复制类技术，其中一种数据库复制方式是挖掘数据库操作日志，解析出数据库操作命令和数据，打包成特定格式的文件后，传输到目标端，按照事务执行顺序在目标库执行数据库操作命令，实现数据复制，采用该技术的主要工具有oracle goldengate、stream、dds等cdc工具；第二种方式是采用数据库恢复技术，通过传输数据库的归档日志和在线日志到目标数据库，在目标库端进行数据库恢复操作，实现数据复制，采用该技术的工具有oracle dataguard等；第三种方式利用oracle导出导入工具定时从源库导出数据，生成dump文件，通过交换平台交换dump文件到公安网的目标库，利用oracle导入工具在目标库中导入源库数据，达到数据复制目的，通过编写数据导出，交换和导入程序，实现自动的数据导出、交换和导入工作，达到数据复制目的。
通过对上述三种文件交换方式评估和实际测试，得出如下结论：（1）采用dump文件交换的方式，需要编写程序，工作量大，整个交换通路运行并不稳定，缺少有效的数据监控方法和工具，时常会造成数据丢失，数据复制难以达到实时性。（2）在公安网建Dataguard方式，需要通过编程的方式对dataguard的工作机制进行修改，人工传输图像网数据库的归档日志和联机日志到公安网的备库，另外dataguard作为oracle库的一种容灾方式，在备库应用日志过程中，数据库不能正常打开，不适合数据共享应用的实际需求；（3）通过goldengate等数据同步复制工具，可较好的实现数据同步复制，一是避免了数据丢失，二是增强了数据实时性，三是可以对整个交换过程进行有效监控。通过实地测试和科学评估，上海公安选用goldengate实现海量卡口过车记录数据在图像网到公安网交换。
1.3 goldengate跨交换平台部署及配置
1.3.1 goldengate原理介绍
Oracle Golden Gate软件是一种基于日志的结构化数据复制备份软件，它的捕捉进程在源系统读取在线日志文件或归档日志后，进行解析，提取其中数据的变化，将相关信息转换为自定义的中间格式存在队列文件中，传送进程将队列文件通过tcp/ip传送到目标系统。目标系统接收数据变化并缓存到队列中，应用进程从队列中读取数据变化并创建对应的sql语句，通过数据库的本地接口执行。Golden Gate数据集成技术实施主要含数据抽取进程、传输进程和应用进程，源数据库和目标数据库3个进程，以及源库和目标库的2个文件。
1.3.2 goldengate的部署方式
虽然goldengate可以通过在防火墙和网闸打开指定的端口来实现TCP通信，但这些打开的端口都是大家熟知的。而且其通信协议在网络中都是明文的，攻击者非常容易，通过分析协议报文科得到数据库的IP地址、用户名、密码、数据表结构，存在严重的安全隐患。
利用文件交换相比在防火墙和网闸上打开知名端口进行协议安全的多，攻击者可以利用的机会会少很多。应用系统将需要传输的数据打包成为文件，存放在指定文件夹目录中。然后通过网闸将文件摆渡到内网指定的文件夹目录中，内网应用系统再到目录中获取，最终实现了跨网络的数据交换目的。
因此，为了实现数据的安全交换，不能使用打开网闸端口的方法直接联通两个物理网络，而是通过网闸交换goldengate源端输出文件的方式实现跨网闸数据同步交换的方式。
根据goldengate的工作原理，在位于图像网的源端和位于公安网的目标端数据库分别部署配置goldengate软件，源端的软件用来挖掘日志中的变化信息，并生成队列文件，缓存在指定的目录中。内外网交换平台读取目录中的队列文件，通过安全交换后的队列文件，缓存在公安网目标端指定的目录中，提供部署在目标端的goldengate软件应用进程，实现数据在公安网交换入库。
1.3.3 卡口数据在公安网的入库方式
因卡口数据量大且增长快，为了减轻数据存储压力和平衡数据读写负载，公安网的卡口数据分散存储在三台pc服务器中。在三个库中分别部署goldengate软件，分别创建并启动replicat应用进程，配置应用进程replicat的filter参数，实现队列文件中的变化数据合理分流实时入库在三个数据库中。Filter 参数类似于sql语句的where子句，可以实现数据的条件过虑，具体配置是在应用进程的参数文件中添加如下参数map viewall.sjkk_gcjl，target kksj.sjkk_gcjl，filter（xzqh="116" or xzqh="117" or xzqh="118" or xzqh="120" or xzqh="230"）；
图2为整个数据复制交换系统的原理框图：
图2 上海公安卡口数据跨网闸安全交换框图
2 结束语
通过采用数据同步复制软件，实现了海量数据跨网闸安全实时同步交换，克服了市局内外网交换平台通过数据库连接交换方式效率低的问题，解决了通过dump文件交换缺乏实时性、稳定性差，数据丢失的难题。对于公安等其他行业跨网络安全交换海量数据具有借鉴作用。
参考文献：
[1]杭州合众信息技术股份有限公司.合众安全数据交换系统[Z].2014.
[2]吴璐，杨健.基于Oracle Dataguard和网闸的内外网数据交换平台[J].计算机应用于软件，2010.
[3]oracle.Oracle GoldenGate Documentation Release 10.4.2010.
