什么是分組交換分組交換的分類
在通信過程中，通信雙方以分組為單位、使用存儲-轉(zhuǎn)發(fā)機制實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的通信方式，被稱為分組交換，那么你對分組交換了解多少呢?以下是由學習啦小編整理關(guān)于什么是分組交換的內(nèi)容，希望大家喜歡!
分組交換的簡介
分組交換也稱為包交換，它將用戶通信的數(shù)據(jù)劃分成多個更小的等長數(shù)據(jù)段，在每個數(shù)據(jù)段的前面加上必要的控制信息作為數(shù)據(jù)段的首部，每個帶有首部的數(shù)據(jù)段就構(gòu)成了一個分組。首部指明了該分組發(fā)送的地址，當交換機收到分組之后，將根據(jù)首部中的地址信息將分組轉(zhuǎn)發(fā)到目的地，這個過程就是分組交換。能夠進行分組交換的通信網(wǎng)被稱為分組交換網(wǎng)。
分組交換的本質(zhì)就是存儲轉(zhuǎn)發(fā)，它將所接受的分組暫時存儲下來，在目的方向路由上排隊，當它可以發(fā)送信息時，再將信息發(fā)送到相應的路由上，完成轉(zhuǎn)發(fā)。其存儲轉(zhuǎn)發(fā)的過程就是分組交換的過程。
分組交換的思想來源于報文交換，報文交換也稱為存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換，它們交換過程的本質(zhì)都是存儲轉(zhuǎn)發(fā)，所不同的是分組交換的最小信息單位是分組，而報文交換則是一個個報文。由于以較小的分組為單位進行傳輸和交換，所以分組交換比報文交換快。報文交換主要應用于公用電報網(wǎng)中。
分組交換的分類
按照實現(xiàn)方式，分組交換可以分為數(shù)據(jù)報分組交換和虛電路分組交換。
數(shù)據(jù)報分組交換
數(shù)據(jù)包分組交換要求通信雙方之間至少存在一條數(shù)據(jù)傳輸通路。發(fā)送者需要在通信之前將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包準備好，數(shù)據(jù)包都包含有發(fā)送者和接收者的地址信息。數(shù)據(jù)包的傳輸彼此獨立，互不影響，可以按照不同的路由機制到達目的地，并重新組合。
在這種方式中，每個分組按一定格式附加源與目的地址、分組編號、分組起始、結(jié)束標志、差錯校驗等信息，以分組形式在網(wǎng)絡中傳輸。網(wǎng)絡只是盡力地將分組交付給目的主機，但不保證所傳送的分組不丟失，也不保證分組能夠按發(fā)送的順序到達接收端。所以網(wǎng)絡提供的服務是不可靠的，也不保證服務質(zhì)量。如圖9-2(a)所示，主機H1向H5發(fā)送的分組，有的經(jīng)過節(jié)點A-B-E，有的經(jīng)過A-C-E或A-B-C-E，主機H2向H6發(fā)送的分組，有的經(jīng)過節(jié)點B-D-E，有的經(jīng)過B-E。數(shù)據(jù)報方式一般適用于較短的單個分組的報文。其優(yōu)點是傳輸延時小，當某節(jié)點發(fā)生故障時不會影響后續(xù)分組的傳輸。缺點是每個分組附加的控制信息多，增加了傳輸信息的長度和處理時間，增大了額外開銷。
虛電路分組交換
它與數(shù)據(jù)報方式的區(qū)別主要是在信息交換之前，需要在發(fā)送端和接收端之間先建立一個邏輯連接，然后才開始傳送分組，所有分組沿相同的路徑進行交換轉(zhuǎn)發(fā)，通信結(jié)束后再拆除該邏輯連接。網(wǎng)絡保證所傳送的分組按發(fā)送的順序到達接收端。所以網(wǎng)絡提供的服務是可靠的，也保證服務質(zhì)量。如圖9-2(b)所示，主機H1向H5發(fā)送的所有分組都經(jīng)過相同的節(jié)點A-B-E，主機H2向H6發(fā)送的所有分組也都經(jīng)過相同的節(jié)點B-E。
這種方式對信息傳輸頻率高、每次傳輸量小的用戶不太適用，但由于每個分組頭只需標出虛電路標識符和序號，所以分組頭開銷小，適用長報文傳送。
虛電路分組交換像電路交換一樣，通信雙方需要建立連接，只是與電路交換不同，分組交換的連接是虛擬連接(又稱為虛電路)，連接中不存在一個獨占的物理線路。根據(jù)虛擬連接的實現(xiàn)方式，可以把虛電路分為交換虛電路和永久虛電路。
交換虛電路是需要通信雙方通過請求建立一個臨時連接，然后進行通信，當通信結(jié)束之后，該臨時連接就被拆除。
永久虛電路是通信雙方無需請求，只需要按照雙方約定建立一個連接，并在約定時間內(nèi)一直保持。
由此可得，面向連接工作方式和無連接工作方式的特點。
(1)面向連接工作方式的特點
不管是面向物理的連接還是面向邏輯的連接，其通信過程可分為三個階段：連接建立、傳送信息、連接拆除。
一旦連接建立，該通信的所有信息均沿著這個鏈接路徑傳送，且保證信息的有序性(發(fā)送信息順序與接收信息順序一致)。
信息傳送的時延比無連接工作方式的時延小。
一旦建立的連接出現(xiàn)故障，信息傳送就要中斷，必須重新建立連接，因此對故障敏感。
(2)無連接工作方式的特點
沒有連接建立過程，一邊選路、一遍傳送信息。
屬于同一通信的信息沿不同路徑到達目的地，該路徑事先無法預知，無法保證信息的有序性(發(fā)送信息順序與接收信息順序不一致)。
信息傳送的時延比面向連接工作方式的時延大。
對網(wǎng)絡故障不敏感。
分組交換的特點
(1)信息傳送的最小單位是分組
分組由組頭和用戶信息組成，分組頭含有選路和控制信息。
(2)面向連接(邏輯連接)和無連接兩種工作方式
虛電路采用面向連接的工作方式，數(shù)據(jù)報是無連接工作方式
(3)統(tǒng)計時分復用(動態(tài)分配帶寬)
統(tǒng)計時分復用的基本原理是把時間劃分為不等長的時間片，長短不同的時間片就是傳送不同長度分組所需的時間，對每路通信沒有固定分配時間片，而是按需使用。這就意味著使用這條復用線傳送分組時間的長短，由此可見統(tǒng)計時分復用是動態(tài)分配帶寬的。
(4)信息傳送為有差錯控制
分組交換是專門為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設計的交換方式，數(shù)據(jù)業(yè)務的特點是可靠性要求高，對實時性要求沒有電話通信高，因而在分組交換中為保證數(shù)據(jù)信息的可靠性，設有CRC校驗、重發(fā)等差錯控制機制，以滿足數(shù)據(jù)業(yè)務特性的需求。
(5)信息傳送不具有透明性
分組交換對所傳送的數(shù)據(jù)信息要進行處理，如拆分、重組信息等。
(6) 基于呼叫延遲制的流量控制
在分組交換中，當數(shù)據(jù)流量較大時，分組排隊等待處理，而不像電路交換那樣立即呼損掉，因此其流量控制基于呼叫延遲。
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