计算机网络应用 分组交换简介

计算机网络应用分组交换简介

分组交换也被称为包交换，它是将用户传送的数据划分成多个更小的等长部分，每个部分叫做一个数据段，然后在每个数据段的前面加上一些必要的控制信息组成的首部，就构成了一个分组。在首部指明该分组传送目的地，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将它们转发至对应目的地的过程。

分组交换实质上是在“存储-转发”的基础上发展起来的，它兼有电路交换和报文交换的优点，如比电路交换的利用率，比报文交换的时延要小。在一次通信中的所有分组在网络中传播时包括数据报（Datagram）和虚电路（Virtual Circuit）两种方式。

1．数据报（Datagram）

该方式类似于报文交换，每个分组在网络中的传输没有固定的路径，而是根据当时的网络环境随机决定传输路径。由于在每个分组中都具有完整的地址信息，因此在正常情况下都能够到达目的地，但其到达的顺序可能和发送顺序不一致。例如，一些较早发送的分组可能因为在某段链路发生拥塞而被耽搁，反而比后发的分组晚到达目的地。

由于存在发送和接收顺序不一致的情况，因此在目的端需要对接收到的分组重新排序才能恢复原来的信息。在发送端需要配置一个能够对信息进行分组和编号的设备，在接收端同样有一个能够对接收到的分组进行重新排序的设备，在分组交换中，将具有这种功能的设备称为分组拆装设备（Packet Assembly And Disassembly Device，PAD）。

2．虚电路（Virtual Circuit）

该方式类似于电路交换，每个分组在网络中传输时要求在发送端和接收端之间建立一条逻辑连接。在会话开始时，发送端首先发送建立连接的请求消息，这个请求消息在网络中传播，沿途中的各个交换节点根据当时网络环境来决定选择哪条线路响应这一请求，最后到达目的地。如果目的端给以肯定的回答，则成功建立起逻辑连接，以后发送端发出的一系列分组都通过这一链路进行传输，直到会话结束，拆除连接。

虚电路包括临时虚电路和永久虚电路两种，其中：

●临时虚电路是暂时的，即会话开始建立链路到会话结束拆除链路

●永久虚电路即通信双方自开机就自动建立连接，直到一方请求释放连接才断开连

接

在按照虚电路方式通信过程中，接收方需要对已正确收到的分组给予回答确认，且通信双方要进行流量控制和差错控制，以保证按顺序正确接收分组，因此虚电路是可靠的通信，但它也具有需要更大的开销，没有数据报方式灵活，效率也不及数据报方式高的不足。

目前，广域网一般都采用分组交换方式，按交换的分组数收费，而不是像电话网那样按照通话时间计费，这更适合计算机通信的突发式特点，除此之外，分组交换还具有多种优点。

●线路利用率高

分组交换以虚电路的方式进行信道的多路复用，实现资源共享，可以在一条物理线路上提供多条逻辑信道，从而极大地提高了线路的利用率。

●分组多路通信

分组多路通信是指由于每个分组都包含有控制信息，因此分组型终端可以同时与多个用户终端进行通信，可以把同一信息发送给不同用户。

●支持优先级

在使用优先级时，如果一个节点有大量的分组在排队等待传送，它可以先传送高优先级的分组，这些分组因此将比低优先级的分组经历更少的时延。

●排队制

当电路交换网络上负载很大时，一些呼叫就被阻塞了。但在分组交换网络上，分组仍然被接受，只是其交付时延会增加。