通信工程师考试分组交换技术

2.3.3 分组交换技术

1.分组交换的基本概念

所谓分组，就是按一定规则，把一整份数据报文分割成若干定长的数据段，并给每一数据段加上收、发终端地址及其他控制信息。所谓分组交换，就是采用存储一转发方式，以“分组”为单位在网内传输。分组交换的概念示意图如图2-4所示。

　　图2-4分组交换概念示意图

由某数据终端设备发出的数据信息“ABC”,通过用户线送到交换机（a）暂时存储，在交换机（a）内分成具有一定长度的分组“A”、“B”、“C”,并在每一分组前边加上指明该分组发端地址、收端地址及分组序号的分组标题。

交换机（a）为了把这分组转发给接收局交换机（丫），就需要选择空闲路由。可以根据交换网的状态给每个分组选择不同路由，一般不会出现仅仅因为某一路由过忙而不能转发的情况。

分组数据到达终点局的交换机（Y）后，再按照接收地址来分发。由于各分组数据是经过各自路由传送来的，所以它们未必能按照“A”、“B”、“C”的先后顒序到达。因此，交换机（Y）应按分组的序号重新棑列，最后，通过用户线将数据送至数据终端设备。

“C”分组经发端交换机后，分别送到交换机（Y）和交换机（P），其中交换机P收到分组“A”后，再转发到终端交换机（丫），由终端交换机（Y）重新排序后送到分组式终端设备。同样，发端用户送出数据“12”也经分组后，送向不同路由，并最终送到终端交换机完成顺序重排后再送到终端设备。

从图24中可以看出，在两个用户之间存在多个路由的情况下，一份报文的多个分组可各在不同的路由上传输。所以，分组交换网可以并行传输报文，而电路交换和报文交换网只能串行传输报文。

分组交换方式的分组长度短，具有统一的格式，因而便于交换机存储和处理。所以，与报文交换方式相比，其信息传输延迟时间大大缩短。

分组交换方式的主要特点有以下几个方面。

（1）传输质量高

分组交换方式具有差错控制功能，能够分段对交换机之间传送的分组分段进行差错控制，并且能够用重发方法纠正检测出的差错。这种有效的检错和纠错功能，使分组在网内传送中的出错率大大降低。并由于分组式终端能够检验用户线中的传输差错，因此可以使整个网络的平均误码率一般达到以下。由此可见，分组交换网的传输质量比原先公用网有大幅度的提高。

（2）可靠性高

在电路交换网中，当沿途的某一段中继电路或交换机发生故障时，通信将产生中断。而在分组交换网中，当一段中继电路或交换机发生故障时，分组可经过其他路由到达终点，不致引起通信中继。分组网中所有分组交换机都至少与两个交换机相连接，使分组能够自动地避开故障点，选择迂回路由传送。

（3）实现不同种类型终端间的通信

分组交换网采用存储一转发的方式进行交换，并且以X.25向用户提供统一的接口，从而能够实现不同通信速度、同步方式和传输控制规程的终端间的通信。这是电话网、电报网以及数据网中的电路交换所不能实现的。所以，分组交换网为不同种类计算机以及不同种类终端互通提供了方便。

（4）分组多路通信

由于分组是将接收地址信息和电文信息在一起的整体结构，因此，分组式终端只用一条用户线与分组交换机接续，就能同时和多个终端进行电文传送，即在用户和网络之间只用一条用户线就能同时和多个用户通信。

（5）按信息量比例计费

分组交换方式中，用户数据是在交换机的存储器内进行存储和传送的，信息量的大小能够确切地掌拥，因此，能够采用与信息量成比例的计费方式。

采用分组多路通信，能够有效地利用中继传输线路，减少了传输线路费用的影响，极大地降低距离的费用级差。因此，在极端的情况下，可以采用与距离无关而仅与信息量为主的计费方式。

（6）与公用电话网和电报及低速数据网连接

如图2-5所示，分组交换网能与公用电话交换网和用户电报及低速数据W相连接，实现三网之间的数据终端互通。

图2-5分组交换网与电话网和用户电报及低速数据网互连示意图

2.分组交换网中虚电路方式

在分组交换网中还有另一种方式，即虚电路方式^所谓虚电路就是两个用户终端设备在开始互相发送和接收数据之前，需要通过网路建立逻辑上的连接，一旦这种连接建立之后，就在网络中操持已建立的数据通路，用户发送的数据（以分组为单位）将顺序通过网路到达终点。当用户不需要发送和接收数据时，可以清除这种连接。

我们可以通过图24说明虚电路的概念。在分组网中，从源终端到目的终端中间经过若干交换节点，各节点间在一条物理信道上有多条逻辑信道，它们是按统计复用实现复用的，如图2-6中1,2,3和4逻辑信道。所谓逻辑信道，是指在两个节点之间，在通信协议中对等层之间的一种连接。在一条逻辑信道两端节点的交换机中，都对应分记一定的存储空间，在每个分组中都标明了所走的逻辑信道号。如当呼叫用户A要与B通信时，A与B通过节点1、2、3、4建立虚电路连接，而各节点之间的逻辑信道是不一样的，如图中所示，节点1与节点2之间利用逻辑信道1,节点2与节点3之间利用逻辑信道1,节点3与节点4之间利用逻辑信道4.读者还可从图中的用户C和D之间看出不同的虚电路连接。

虚电路可以是临时连接，也可以是一直连接。临时连接称为交换虚电路，用户终端在通信之前必须建立虚电路，通信结束后就拆除虚电路。一直连接称为一直虚电路（PVC），用户如果预约了该项服务后，就在两个用户之间建立一直的虚连接，用户之间的通信直接进入数据传输阶段，就好像具有一条专线一样，可随时传送数据。数据报与虚电路业务之间的区别就像电话与电报之间的区别。电话允许双向对话，发话者可通过受话者的声音证实其是否听懂，这就是虚链路的情况。电报则不同，所有情况必须由发方考虑，一旦发送出了错，发送者不知道，那发送的内容，接受方可能不理解，这就类似于数据报业务。

返回目录：通信工程师考试交换技术基本概念