中级通信工程师交换技术考试分组交换

  1.2.4 分组交换
  分组交换（PS，Packet Switching)将用户要传送的信息分割为若干个分组（Pack-et），每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。分组交换的本质就是存储转发（Storeand Forward），它将所接收的分组暂时存储下来，在目的方向路由上排队，当它可以发送信息时，再将信息发送到相应的路由上，完成转发。其存储转发的过程就是分组交换的过程，图1.14所示为分组交换的基本过程。
  分组交换的思想来源于报文交换(Message Switching)，报文交换也称为存储转发交换，它们交换过程的本质都是存储转发，所不同的是分组交换的最小信息单位是分组，而报文交换则是一个个报文。由于以较小的分组为单位进行传输和交换，所以分组交换比报文交换快。报文交换主要应用于公用电报网中。

  分组交换有两种方式：一种是虚电路（VC，Virtual Circuit)方式；另一种是数据报（DG,Datagram)方式。
  虚电路采用面向连接的工作方式（OC，Oiemed Connection)，其通信过程与电路交换相似，具有连接建立、数据传送和连接拆除三个阶段。在用户数据传送前先建立端到端的虚连接；一旦虚连接建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚连接传送；通信结束时拆除该虚连接。虚连接也称为虚电路，即逻辑连接，它不同于电路交换中实际的物理连接，而是通过通信连接h的所有交换节点保存选路结果和路由连接关系来实现连接，因此是逻辑的连接。虚电路方式的特点如图1.15所示。

  数据报采用无连接工作方式(CL ComiectionLess)，在呼叫前不需要事先建立连接，而是边传送信息边选路，并且各个分组依据分组头中的目的地址独立地进行选路。数据报方式的特点如图1.16所示。
  由此可总结出面向连接工作方式和无连接工作方式的特点。
  （1）面向连接工作方式的特点
  ①不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接，其通信过程可分为三个阶段:连接建立、传送信息和连接拆除。
  ②一旦连接建立,该通信的所有信息均沿着这个连接路径传送，且保证信息的有序性（发送信息顺序与接收信息顺序一致）。
  ③信息传送的时延比无连接工作方式的时延小。
  ④一旦建立的连接出现故障，信息传送就要中断，必须重新建立连接，因此对故障敏感。
  （2）无连接工作方式的特点
  ①没有连接建立过程，一边选路、一边传送信息。
  ②厉于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径事先无法预知，无法保证信息的有序性(发送信息顺序与接收信息顺序不一致）。
  ③信息传送的时延比面向连接工作方式的时延大。
  ④对网络故障不敏感。
  分组交换具有以下六个特点：
  （3）信息传送的最小单位是分组
  分组由分组头和用户信息组成，分组头含有选路和控制信息。
  具有面向连接(逻辑连接)和无连接两种工作方式
  虚电路采用面向连接的工作方式，数据报是无连接工作方式。
  （4）统计时分复用（动态分配带宽）
  统计时分复用的基本原理是把时间划分为不等长的时间片，长短不同的时间片就是传送不同长度分组所需的时间，对每路通信没有固定分配时间片，而是按需使用。当某路通信需要传送的分组多时，所占用的时间片的个数就多;传送的分组少时，所占用的时间片的个数就少。这就意味着使用这条复用线传送分组时间的长短，由此可见统计时分复用是动态分配带宽的。在统计时分复用中，识别每路通信的分组不能像同步时分复用那样靠时间位置来识别，而必须依据分组头中的标志来区分是哪路通信的分组。具有相同标志的分组属于同一个通信，也就构成了一个子信道，识别这个子信道的标志也叫做信道标志，该子信道被称为标志化信道。统计时分复用分组分组分纽分的基本原理如图1.17所示，其中，X、Y、Z为标志。

  （5）信息传送有差错控制
  分组交换是专门为数据通信网设计的交换方式，数据业务的特点是可靠性要求高对实时性要求没有电话通信高，因而在分组交换中为保证数据信息的可靠性，设有CRC校验、重发等差错控制机制，以满足数据业务特性的需求。分组交换基于X.25协议，其协议栈有三层，分别对应OSI参考模型的一三层,在X.25的二层LAPB协议和三层分组层协议中，都设有差错控制机制。
  信息传送不具有透明性分组交换对所传送的数据信息要进行处理，如拆分、重组信息等。
  基于呼叫延迟制的流量控制在分组交换中，当数据流量较大时，分组排队等待处理，而不像电路交换那样立即呼损掉，因此其流量控制基于呼叫延迟。
  分组交换的技术特点决定了它不适合对实时性要求较卨的话音业务，而适合突发（burst）和对差错敏感的数据业务。分组交换在数据通信网中被广泛采用。

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