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分组交换基本原理

一、分组交换的概念
1. 分组交换原理
       分组交换采用“存储-转发”的方式,把报文截成若干个比较短的、规格化了的“分组"(或称包)进行交换和传输。由于分组长度较短,具有统一的格式,便于在交换机中存储和处理,“分组”进入交换机后只在主存储器中停留很短时间,进行排队和处理,一旦确定了新的路由,就很快传输到下一个交换机或用户终端。
       分组是由分组头和其后的用户数据部分组成的。分组头包含接收地址和控制信息。
       分组交换的工作原理如图1所示。假设分组交换网有3个交换节点,图1中为分组交换机1,2,3,还有A,B,C,D4个数据用户终端,其中,B和C为分组型终端,A和D为—般终端。
       分组型终端以分组的形式发送和接收信息,一般终端发送和接收的是报文,可由分组拆装设备PAD完成拆包或组装的功能。图1中非分组型终端A发出带有接收端C地址的报文,分组交换机1将此报文拆成两个分组,存入存储器并进行路由选择,决定将分组匝直接传给分组交换机2,将分组团先传给分组交换机3,再由交换机3传给分组交换机2。最后由分组交换机2将两个分组排序后送给接收终端C。分组型终端B发送的3个数据分组,在交换机3中不必经过PAD。到达交换机2,再由PAD将3个分组组装成报文送给一般终端C。 
 
    分组交换的工作原理
图1   分组交换的工作原理
2. 分组的复用和传输方式
分组交换和虚电路交换
      (1)分组的复用
       正如4.2.1节和4.2.2节所介绍的,在分组交换技术中使用的是统计时分复用信号,其子信道被称为逻辑信道.逻辑信道号作为传输线路的一种资源。逻辑信道为用户提供了独立的数据流通路,对同一个用户,每次通信可分配不同的逻辑信道号。这样,分组交换技术可以提高线路传输的利用率,适合于突发性或断续性的数据传输。
      (2)分组的传输方式
       ① 数据报方式
       数据报方式即4.2.4节中的无连接方式。数据报中每一个分组都带有完整的目的站地址,独立地进行路由选择,同一终端送出的不同分组可以沿着不同的路径到达终点。在网络终点,分组的顺序可能不同于发端,需要重新排序。它的差错控制和流量控制由主机完成。
数据报有以下特点:
      • 传送协议简单;
      • 传送不需建立连接;
      • 分组到达终点的顺序可能不同于发端,需重新排序;
      • 各分组的传输时延差别可能较大。
       ② 虚电路方式
       虚电路方式即4.2.4节中的逻辑连接方式,是两个用户终端设备在开始互相传输数据之前必须通过网络建立一条逻辑上的连接(称为虚电路),一旦这种连接建立以后,用户发送的数据(以分组为单位)将通过该路径按顺序通过网络传送到终点。当通信完成之后,用户发出拆链请求,网络拆除连接。
       虚电路的特点如下:
       •  一次通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫清除3个阶段,对于数据量较大的通信,传输效率高;
       •  收发之间的路由在数据传送之前已被决定,不必为每个分组选择路由,分组只根据虚电路号就可在网中传 输; 
       •  分组按次序到达接收端,终点不需对分组重新排序;
       •  差错控制与流量控制由网络负责。