一、什么是分組交換?
分組交換也稱為包交換,它將用戶通信的數(shù)據(jù)劃分成多個更小的等長數(shù)據(jù)段,在每個數(shù)據(jù)段的前面加上必要的控制信息作為數(shù)據(jù)段的首部,每個帶有首部的數(shù)據(jù)段就構成了一個分組。首部指明了該分組發(fā)送的地址,當交換機收到分組之后,將根據(jù)首部中的地址信息將分組轉發(fā)到目的地,這個過程就是分組交換。能夠進行分組交換的通信網(wǎng)被稱為分組交換網(wǎng)。
分組交換的本質(zhì)就是存儲轉發(fā),它將所接受的分組暫時存儲下來,在目的方向路由上排隊,當它可以發(fā)送信息時,再將信息發(fā)送到相應的路由上,完成轉發(fā)。其存儲轉發(fā)的過程就是分組交換的過程。分組交換的思想來源于報文交換,報文交換也稱為存儲轉發(fā)交換,它們交換過程的本質(zhì)都是存儲轉發(fā),所不同的是分組交換的最小信息單位是分組,而報文交換則是一個個報文。由于以較小的分組為單位進行傳輸和交換,所以分組交換比報文交換快。報文交換主要應用于公用電報網(wǎng)中。
二、分組交換的分類
按照實現(xiàn)方式,分組交換可以分為數(shù)據(jù)報分組交換和虛電路分組交換。
數(shù)據(jù)報分組交換
數(shù)據(jù)包分組交換要求通信雙方之間至少存在一條數(shù)據(jù)傳輸通路。發(fā)送者需要在通信之前將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包準備好,數(shù)據(jù)包都包含有發(fā)送者和接收者的地址信息。數(shù)據(jù)包的傳輸彼此獨立,互不影響,可以按照不同的路由機制到達目的地,并重新組合。
虛電路分組交換
它與數(shù)據(jù)報方式的區(qū)別主要是在信息交換之前,需要在發(fā)送端和接收端之間先建立一個邏輯連接,然后才開始傳送分組,所有分組沿相同的路徑進行交換轉發(fā),通信結束后再拆除該邏輯連接。網(wǎng)絡保證所傳送的分組按發(fā)送的順序到達接收端。所以網(wǎng)絡提供的服務是可靠的,也保證服務質(zhì)量。
三、分組交換的特點
(1)信息傳送的最小單位是分組
分組由組頭和用戶信息組成,分組頭含有選路和控制信息。
?。?)面向連接(邏輯連接)和無連接兩種工作方式
虛電路采用面向連接的工作方式,數(shù)據(jù)報是無連接工作方式
?。?)統(tǒng)計時分復用(動態(tài)分配帶寬)
統(tǒng)計時分復用的基本原理是把時間劃分為不等長的時間片,長短不同的時間片就是傳送不同長度分組所需的時間,對每路通信沒有固定分配時間片,而是按需使用。這就意味著使用這條復用線傳送分組時間的長短,由此可見統(tǒng)計時分復用是動態(tài)分配帶寬的。
?。?)信息傳送為有差錯控制
分組交換是專門為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設計的交換方式,數(shù)據(jù)業(yè)務的特點是可靠性要求高,對實時性要求沒有電話通信高,因而在分組交換中為保證數(shù)據(jù)信息的可靠性,設有CRC校驗、重發(fā)等差錯控制機制,以滿足數(shù)據(jù)業(yè)務特性的需求。
?。?)信息傳送不具有透明性
分組交換對所傳送的數(shù)據(jù)信息要進行處理,如拆分、重組信息等。
?。?) 基于呼叫延遲制的流量控制
在分組交換中,當數(shù)據(jù)流量較大時,分組排隊等待處理,而不像電路交換那樣立即呼損掉,因此其流量控制基于呼叫延遲。
四、分組交換技術工作原理
將用戶傳送的數(shù)據(jù)劃分成一定的長度,每個部分叫做一個分組,通過傳輸分組的方式傳輸信息的一種技術。它是通過計算機和終端實現(xiàn)計算機與計算機之間的通信,在傳輸線路質(zhì)量不高、網(wǎng)絡技術手段還較單一的情況下,應運而生的一種交換技術。每個分組的前面有一個分組頭,用以指明該分組發(fā)往何地址,然后由交換機根據(jù)每個分組的地址標志,將他們轉發(fā)至目的地,這一過程稱為分組交換。
五、分組交換的優(yōu)點
1. 分組交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路,不存在連接建立時延,用戶可隨時發(fā)送分組。
2. 由于采用存儲轉發(fā)方式,加之交換結點具有路徑選擇,當某條傳輸線路故障時可選擇其他傳輸線路,提高了傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
3.通信雙方不是固定的占有一條通信線路,而是在不同的時間一段一段地部分占有這條物理通路,因而大大提高了通信線路的利用率。
4.加速了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的傳輸。因為分組是逐個傳輸,可以使后一個分組的存儲操作與前一個分組的轉發(fā)操作并行,這種流水線式傳輸方式減少了傳輸時間。
5. 分組長度固定,相應的緩沖區(qū)的大小也固定,所以簡化了交換結點中存儲器的管理。
6. 分組較短,出錯幾率減少,每次重發(fā)的數(shù)據(jù)量也減少,不僅提高了可靠性,也減少了時延。
六、分組交換的缺點
1. 由于數(shù)據(jù)進入交換結點后要歷經(jīng)存儲轉發(fā)這一過程,從而引起轉發(fā)時延(包括接受分組,檢驗正確性,排隊,發(fā)送時間等),而且網(wǎng)絡的通信量越大造成的時延就越大,實時性較差。
2. 分組交換只適用于數(shù)字信號。
3.分組交換可能出現(xiàn)失序,丟失或重復分組,分組到達目的結點是,喲啊對分組按編號進行排序等工作,增加了麻煩。
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