分组交换网详述

分组交换网

分组交换的概念

分组交换也称为包交换。分组交换机将用户要传送的数据按一定长度分割成若干个数据段，这些数据段叫做“分组”（或称包）。传输过程中，需在每个分组前加上控制信息和地址标识（即分组头），然后在网络中以“存储一转发”的方式进行传送。到了目的地，交换机将分组头去掉，将分割的数据段按顺序装好，还原成发端的文件交给收端用户，这一过程称为分组交换。进行分组交换的通信网称为分组交换网。这一过程类似于我们平常的邮寄信件，如图1所示。

人们把写好的信用信封包装起来，然后在信封上写上接收人的地址和姓名，就相当于分组头中的路由控制信息；信封好后投入邮筒，由邮局进行分拣，发往不同的地点，最后送到接收人的手中；接收人打开信件阅读，如同分组中的拆包。这整个过程如同分组交换过程，只不过分组交换为了把信息准确地、可靠地、高速地传到对方，技术上要复杂得多。

图1 分组交换过程示意

分组交换的特点

信息传输质量高

分组交换方式具有很强的差错控制功能，它不仅在节点交换机之间传输分组时采取差错校验与重发功能，而且对于某些具有装拆分组功能的终端，在用户线上也同样可以进行差错控制，因而使分组在网内传送中出错率大大降低。在传输电路的误码率在1x10-5的情况下，分组网内全程的误码率在1x10-10以下，由此可见分组交换可使传输质量大大提高。

网络可靠性高

在分组交换网中，“分组”在网络中传送时的路由选择是采取动态路由算法，即每个分组可以自由选择传送途径，由交换机计算出一个最佳路径。由于分组交换机至少与另外两个交换机相连接，因此，当网内某一交换机或中继线发生故障时，分组能自动避开故障地点，选择另一条迂回路由传输，不会造成通信中断。

方便于不同类型终端间的相互通信

分组交换网对传送的数据能够进行存储转发，使不同速率的终端可以互相通信。由于分组网以Ｘ.25协议向用户提供标准接口，因此凡是不符合此协议的设备进网，网络都提供协议转换功能，使不同码型、不同协议的终端能互相通信。

信息传输时延小

由于以分组为单位在网络中进行存储转发，比以报文为单位进行存储转发的报文交换时延要小得多，因此能满足会话型通信对实时性的要求。

线路利用率高

在分组交换中，由于采用了“虚电路”技术，使得在一条物理线路上可同时提供多条信息通路,即实现了线路的统计时分复用，这是其它网络所无法做到的。

经济性能好

分组交换的传输费用与距离无关，不论用户是在同城使用，还是跨省使用，均按同一个单价来计算。所需费用仅与使用的时间及传输的信息量有关。因此，分组网为用户提供了经济实惠的信息传输手段。

分组网的应用

分组网可以为用户提供多种联网应用，为社会各行各业提供先进的通信手段。

对各行各业的集团（单位）用户、个人用户，分组网都可以提供良好的通信应用环境，这里简单介绍如下。

利用分组网组建本系统的管理信息网

随着科学技术的发展，计算机在机关、企事业单位也越来越普及，如何将这些计算机联成网络，使数据能准确、高速、可靠地在网内传输，达到资源共享。过去传送数据只能采取租用模拟专线或在电话线上装配调制解调器的方法来解决，但传输质量和速度都不能令人满意。分组交换网的出现为数据传输提供了新的途径，特别是它成本低、组网灵活、易于实施、适合不同机型、不同速率的客户通信等显著优点，而为许多部门所接受。如某银行总行利用公用分组交换网组建了自上而下的管理信息系统，通过分组网把总行机关大楼局域网、各分支行局域网连成一个广域网，使总行能在规定的时间内采集到全部分支行的经营管理信息。同时，还利用虚拟专用网对全行计算机广域网进行监控，对监控中得到和各种信息进行人工干预，及时解决有关故障，确保了整个通信网络系统的正常运行。

利用分组网进行数据库查询，开展信息服务

随着我国市场经济和电信网络的发展，我国的信息服务业得到了很大的发展。新华社、国家经济信息中心、物价局、国家统计局等许多部门以及许多专业信息服务公司，都已经或希望向公众提供各类信息服务,邮电部门也已利用160、168向用户提供话音信息服务。但是广大客户已不满足于简单的话音或单向式信息服务，而需要一个技术先进、使用方便、兼容性强的计算机综合信息服务系统。分组交换数据网正好为广大客户提供了通信平台，信息提供者可以把各种信息库接到分组网上来，客户则可以通过分组网查询到自己希望得到的信息。随着客户需求的不断增加，信息服务将逐步深入到电子图书馆、电子商业、旅游等各个领域，客户将从数据网中感受到资源共享的无限乐趣。

利用分组网进行本系统的实时业务处理

国民经济各部门都有自己不同的计算机应用系统，如金融系统的通存通兑、电子汇兑、资金清算、自动取款机业务(ATM)、销售点业务(POS)等，证券公司的行情发布；税务局的增值税发票信息传送；气象部门的卫星云传送；水利部门的防灾减灾；交通铁路、民航系统的订票服务；公安部门的户籍、身份证管理、案例管理......这许许多多的应用都可以在分组网上开展。目前已有许多部门利用分组网开展了上述业务，并收到了较好的效益。如某公交长途运输公司利用分组网建立售票网，使遍布各地的网点能实时进行信息传输，春运期间，开展了预售20天车票的业务，使客运量比往年上升了10%。公司因此尝到了分组网带来的效益，决定进一步扩大他们售票网。像这样的例子还有很多。从这里可以看到：分组网在提高工作效率的同时，将带来极大的经济效益。

利用分组网接入CHINANET

众所周知，Internet是当今世界上最大的计算机网络，它连接了90多个国家的45000多个网络，网上计算机约有380多万台，用户数达3500多万个，并且这些数字还正以惊人的速度在继续增加，有人曾预言，不出5年，全球将有上亿台主机连入Internet。如此多的网络，如此多的主机连在一起，其中所包含的内容将远远超过人们最大胆的想象，它包含了政治、经济、商业、文艺、体育、旅游等多种信息，一旦您步入Internet，您就会变得更加“耳聪目明”。为此，邮电部于1995年初建成中国Internet骨干网CHINANET，并正式对社会开放业务。但由于目前CHINANET的网点并不很多，而分组网的覆盖面却很广，那么全国各地的用户只要在当地接入分组交换网，再申请一个Internet帐号和密码，就可以轻松、方便地进入Internet，因此分组网也是接入Internet 的重要手段。

利用分组网接入CHINAMAIL增值业务网

电子信息系统(CHINAMAIL)越来越受广大客户的青睐，它对加速办公自动化的进程、提高工作效率起着很好的推动作用，特别是它的同文多址发送、公告栏等功能将引起客户，尤其是政府部门、企事业单位用户的极大兴趣。某银行的信用卡止付系统，原来用人工方式需4个人工作4天，而使用电子信箱后，只需1个人1个小时就可以完成，大大提高了工作效率。

基本业务功能

基本业务功能是指分组网向所有网上的客户提供的基本服务功能。基本功能也就是要求网络能在客户之间“透明地”传送信息。要想传送信息，就必须建立信息通路,在分组网上称这种通路为“虚电路”。虚电路有两种方式：交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)

交换虚电路(SVC)

交换虚电路的建立像打电话一样，按主叫用户的要求临时在两个（主、被叫）客户之间建立虚电路。使用这种方式通信的客户，一次完整的通信过程分为3个阶段：呼叫建立、数据传送和拆线阶段。它适用于数据传送量小、随机性强的场合。

永久虚电路(PVC)