什么是数据交换？

电路交换是一种数据交换技术，用户之间需要数据传送时，交换中心在两者间起到桥接作用。当电路连接建立后，两个用户都可以传输数据，且一直占用该电路直到传输完成。电路交换引入的延迟非常小，而且交换机不处理数据本身，因此非常适合实时和大批量数据的传输。电路交换通常应用于传统电话网络，为用户提供专用的端到端通信通道。

报文交换通常是由电脑完成的数据交换方式。发送方首先将要发送的数据编译成报文信息，并将其与诸如接收地址等辅助数据一起发送到本地交换中心。本地交换中心将完整地存储这些信息并进行适当地处理，如路由选择。当本地交换中心的出口空闲时，消息将被转发到下一个交换中心，最后由接收方交换中心将消息传递给用户。报文交换允许多个用户共享同一条链路，从而提高了带宽利用率。

分组交换是将数据（包括数据信息和控制信息）拆分成若干个分组在交换机中进行交换的数据交换方式，这些分组的传输路径并不完全相同。在分组交换过程中，交换机会对数据进行错误检查、重发等处理，以确保数据的可靠传输。最后，接收端将接收到的所有分组数据重新组合，即完成分组交换过程。分组交换具有高效的带宽利用率和灵活的路由选择等优点，被广泛应用于现代计算机网络中。

混合交换是指同时采用了电路交换与分组交换两种方式的数据交换技术。混合交换将传输通道划分为不同的带宽，并将这些带宽分别分配给电路交换与分组交换使用。带宽是指允许在传输通道上传输信息的频带宽度，也就是指信道能够承接信号源的最高频率。通过混合交换，可以结合电路交换的低延迟和分组交换的高效带宽利用率，为不同类型的数据提供最佳的传输服务。

在数据交换过程中，电路交换需要在信息交换过程中为每个节点接收和转发整个报文而占用时延，这些时延的总和就是该数据交换过程的总时延。然而，在分组交换过程中，某个分组发送给一个节点后，就可以立即接着发送下一个分组，而无需等待整个报文传输完毕。这种方式可以有效提高效率，减少总延迟时间，从而提升数据交换的性能。分组交换通过将数据划分为多个独立的分组进行传输，使得每个节点只需处理较小的数据单元，从而减少了等待时间，缩短了总延迟。

在对信息进行分组交换过程中，每个节点只需要临时存储正在传输的分组数据，而不必像电路交换那样存储整个报文。这种方式可以适当地减少每一个节点对缓存的需求，通过对节点信息进行优化和精简，减少不必要的存储空间占用，从而满足存储压缩的需求，有利于提高节点存储资源的利用率。分组交换通过将数据划分为多个独立的分组进行传输，使得每个节点只需要存储少量的数据单元，从而减少了存储空间的浪费，提高了存储资源的利用效率。

分组交换的传播效率较高，每当在传输信息过程中发生错误的情况下，只需要重传一个或多个出现错误的分组信息即可，而不必像电路交换那样重传整个报文。这种方式在整体上有效提高了分组交换的传输效率，减少了不必要的重传开销。由于分组交换将数据划分为多个独立的分组进行传输，因此只需要重传出现错误的那些分组，而不必重传整个数据流，从而提高了数据传输的效率和可靠性。

数据交换是一种新兴的数据获取和利用方式，它通过服务导向架构（SOA）和广泛使用 API 实现，使数据所在的平台变得无关紧要。这导致了 "数据即服务"（DaaS）的概念，组织可以购买、出售或交易机器可读数据，以换取某种价值。DaaS 最初主要用于 Web mashup，自 2015 年以来也越来越多地在商业和组织内部（如联合国）中使用。

与数据交换不同，传统方式是使用存储在自包含存储库中的数据，并使用专门开发的软件访问和以人类可读的形式呈现数据。这导致了数据和解释数据所需的软件捆绑在一个包中，这可能会导致供应商锁定，因为这些包之间交互所需的接口（称为企业应用程序集成或 EAI）往往会鼓励这种锁定。

与传统的数据交换方式相比，数据交换与 AJAX 的区别在于过程的效率和响应性。在传统方法中，浏览器在用户执行操作时会向服务器发送 HTTP 请求，服务器响应并向浏览器发送更新的数据，然后浏览器刷新整个网页。这种方法效率低下，因为即使只有小的更改，也会重新加载整个页面，并且频繁的请求可能会使 Web 服务器过载。 相比之下，AJAX 使用 JavaScript 函数在浏览器上创建一个 XMLHttpRequest 对象，该对象以 XML 格式编译页面信息并将其发送到 Web 服务器。服务器处理请求并响应所请求的数据，浏览器随后使用该数据更新当前屏幕而无需刷新整个页面。这种方法更高效，因为它只更新网页的必要部分，减少了服务器负载并提供了更好的用户响应体验。

通过数据交换，机器人可以学习人类操作员演示的动作和路径，并执行相同的任务。这种协作机器人在制造业中有广泛应用，可以提高生产效率和质量。

通过数据驱动的机器学习，可以利用数据交换来实现设备的预测性和预防性维护。这有助于减少停机时间，延长设备使用寿命，降低维护成本。

数据交换使得不同的软件系统能够通过互联网进行通信和数据交换，即使它们使用不同的编程语言。这种集成有助于构建更加复杂和功能丰富的应用程序。

AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）技术利用数据交换在后台异步更新网页的部分内容，而无需重新加载整个页面。这提高了用户体验，并提高了网页应用程序的响应能力。

数据交换使得网页能够在用户输入时实时与服务器通信，提供自动完成建议或验证表单输入的有效性，从而提高用户体验。

通过数据交换，网页应用程序可以动态更新内容，而无需完全刷新页面，从而提供更加流畅和实时的用户体验。