现代分组交换技术的发展与应用

现代分组交换技术的发展与应用

作者：赵振华肖智戈陈剑

来源：《速读·下旬》2015年第10期

摘要：分组交换技术是由数据通信发展而来的。分组交换是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做一个分组。在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地，这一过程称为分组交换。

关键词：分组交换技术;发展;应用

1 分组交换技术发展史

从交换技术的发展历史看，数据交换经历了报文交换、电路交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。

报文交换就是将用户的报文存储在交换机的存储器中，当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，以“存储—转发”方式在网内传输数据。电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。

分组交换实质上是在“存储—转发”基础上发展起来的。分组交换在线路上采用动态复用技术传送，按一定长度分割为许多小段的数据分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组，把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。

2 分组交换的特点

2.1线路利用率高

分组交换以虚电路的形式进行信道的多路复用，实现资源共享。在一条物理线路提供多条逻辑信道，极大地提高了线路的利用率，使传输费用明显下降。

2.2不同种类的终端可以相互通信

分组网以x.25协议向用户提供标准接口，数据以分组为单位在网络内存储转发，使不同速率终端、不同协议的设备经网络提供的协议变换功能后实现互相通信

2.3信息传输可靠性高

在网络中每个分组进行传输时，在节点交换机之间采用差错校验与重发功能，因而在网中传送的误码率大大降低，而且在网内发生故障时，网络中的路由机制会使分组自动地选择一条新的路由避开故障点，不会造成通信中断。

3 分组交换网的结构

分组交换网一般由分组交换机、网络管理中心、远程集中器、分组装拆设备、传输线路等基本设备组成。

3.1分组交换机

分组交换机功能提供网络的基本业务交换虚电路和永久虚电路以及其他补充业务，如网路用户识别等。在端到端计算机之间通信时，进行路由选择以及流量控制，能提供多种通信规程，数据转发，维护运行，故障诊断，计费与一些网络的统计等功能。

3.2网络管理中心

网络配置管理与用户管理，日常运行数据的收集与统计;路由选择管理，网路监视，故障告警与网路状态显示;根据交换机提供的计费信息完成计费管理。

3.3远程集中器

允许分组终端和分组终端接入，有规程变换功能，可以把每个终端集中起来接入分组交换机当中，高速线路上交织复用。

3.4分组装拆设备

将来自异步终端（非分组终端）的字符信息去掉起止比特后组装成分组，送入分组交换网，在接受端再还原分组信息为字符，发送给用户终端。

3.5分组终端

分组终端是具有x.25协议接口，能直接接入分组交换数据网的数据通信终端设备。它可通过一条物理线路与网络连接，并可建立多条虚电路，同时与网上的多个用户进行对话。

3.6传输线路

传输线路是构成分组数据交换网的主要组成部分之一。目前，中继传输线路有PCM数字信道、数字数据传输，也有利用ATM连接卫星通道。用户线路一般有数字数据电路或市话模

拟线。但分组交换机也有技术实现复杂的缺点。分组交换机要对各种类型的分组进行分析处理，为分组在网中的传输提供路由，所以要求交换机具有较高的处理能力。

4 分组交换的应用

由于分组交换提供差错控制的功能，保征了数据在网络中传输的可靠性。分组交换在商业中的应用较广泛，首先，各大商场内部形成局域网，网上的服务器提供卡的管理作用，用户刷卡后，通过服务器上的X.25分组端口或路由器设备联到商业增值网，它与金卡网络结算中心通过数字专线连接。商业增值网主要完成来自各大商场的数据线路汇接及对商场销售情况的统计等，结算中心又同各大银行的主机系统连接，实现对信用卡的验证和信用卡的消费。在各大超市中，已有相当一部分超市利用分组网来改善经营管理手段，并取得了良好的经济效益。在超市中设立电子消费通道，消费者手持的储金卡经刷卡后，信息送到该超市的后台服务器，服务器的作用是对储金卡的金额计算和超市的销售情况的统计。各个超市的营业网点通过DOV 的专线方式，连到超市管理中心进行一系列的结算、统计等，以扩大超市的消费市场。

分组交换在其他领域中的应用分组交换网具有利用率高，传输质量好，能同时多路通信的特点，因此它的经济性能也较好。在一些全国性的集团公司中，总公司把指示下达给全国各地分公司甚至国外的机构，利用分组交换就非常经济。

5 结语

中国公用分组交换网的骨干网及各地的本地网组建至今，网络的规模比原来扩大了几倍至几十倍，并占据了一块稳定的数据通信市场。而分组交换技术比较适用于终端到主机的交互式通信、交易处理、需要进行协议转换的场合、跨国通信、要求高度安全的场合和传输基础设施质量不高的地区等。尽管受到宽带网络技术的冲击，但鉴于我国通信基础设施比较薄弱，分组交换业务在今后较长一段时间内仍将发挥一定的作用。随着交换设备的更新换代，更快的交换机处理器的出现，意味着能够在更高速率下实现分组交换的传统优点。分组交换的协议转换功能和控制功能等优势，使高速传送数据的新一代分组交换技术在商业、民航、石油系统大有可为。通过挖掘潜力，找准市场切入点，抓住商机，可更好地发挥分组网络的优势。

参考文献：

[1]陈建亚、余浩、王振凯.现代交换原理.北京邮电出版社，2006

[2]高密星.分组交换，北京人民邮电出版社，2003

[3]中国通信学会.数据通信工程.北京人民邮电出版社，2004

[4]中国通信学会.数据通信工程[M].北京：人民邮电出版社，2004

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