通信工程師考試分組交換技術(shù)

2.3.3 分組交換技術(shù)

1.分組交換的基本概念

所謂分組，就是按一定規(guī)則，把一整份數(shù)據(jù)報文分割成若干定長的數(shù)據(jù)段，并給每一數(shù)據(jù)段加上收、發(fā)終端地址及其他控制信息。所謂分組交換，就是采用存儲一轉(zhuǎn)發(fā)方式，以“分組”為單位在網(wǎng)內(nèi)傳輸。分組交換的概念示意圖如圖2-4所示。

　　圖2-4分組交換概念示意圖

由某數(shù)據(jù)終端設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)信息“ABC”,通過用戶線送到交換機(jī)（a）暫時存儲，在交換機(jī)（a）內(nèi)分成具有一定長度的分組“A”、“B”、“C”,并在每一分組前邊加上指明該分組發(fā)端地址、收端地址及分組序號的分組標(biāo)題。

交換機(jī)（a）為了把這分組轉(zhuǎn)發(fā)給接收局交換機(jī)（丫），就需要選擇空閑路由?？梢愿鶕?jù)交換網(wǎng)的狀態(tài)給每個分組選擇不同路由，一般不會出現(xiàn)僅僅因?yàn)槟骋宦酚蛇^忙而不能轉(zhuǎn)發(fā)的情況。

分組數(shù)據(jù)到達(dá)終點(diǎn)局的交換機(jī)（Y）后，再按照接收地址來分發(fā)。由于各分組數(shù)據(jù)是經(jīng)過各自路由傳送來的，所以它們未必能按照“A”、“B”、“C”的先后顒序到達(dá)。因此，交換機(jī)（Y）應(yīng)按分組的序號重新棑列，最后，通過用戶線將數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)終端設(shè)備。

“C”分組經(jīng)發(fā)端交換機(jī)后，分別送到交換機(jī)（Y）和交換機(jī)（P），其中交換機(jī)P收到分組“A”后，再轉(zhuǎn)發(fā)到終端交換機(jī)（丫），由終端交換機(jī)（Y）重新排序后送到分組式終端設(shè)備。同樣，發(fā)端用戶送出數(shù)據(jù)“12”也經(jīng)分組后，送向不同路由，并最終送到終端交換機(jī)完成順序重排后再送到終端設(shè)備。

從圖24中可以看出，在兩個用戶之間存在多個路由的情況下，一份報文的多個分組可各在不同的路由上傳輸。所以，分組交換網(wǎng)可以并行傳輸報文，而電路交換和報文交換網(wǎng)只能串行傳輸報文。

分組交換方式的分組長度短，具有統(tǒng)一的格式，因而便于交換機(jī)存儲和處理。所以，與報文交換方式相比，其信息傳輸延遲時間大大縮短。

分組交換方式的主要特點(diǎn)有以下幾個方面。

（1）傳輸質(zhì)量高

分組交換方式具有差錯控制功能，能夠分段對交換機(jī)之間傳送的分組分段進(jìn)行差錯控制，并且能夠用重發(fā)方法糾正檢測出的差錯。這種有效的檢錯和糾錯功能，使分組在網(wǎng)內(nèi)傳送中的出錯率大大降低。并由于分組式終端能夠檢驗(yàn)用戶線中的傳輸差錯，因此可以使整個網(wǎng)絡(luò)的平均誤碼率一般達(dá)到以下。由此可見，分組交換網(wǎng)的傳輸質(zhì)量比原先公用網(wǎng)有大幅度的提高。

（2）可靠性高

在電路交換網(wǎng)中，當(dāng)沿途的某一段中繼電路或交換機(jī)發(fā)生故障時，通信將產(chǎn)生中斷。而在分組交換網(wǎng)中，當(dāng)一段中繼電路或交換機(jī)發(fā)生故障時，分組可經(jīng)過其他路由到達(dá)終點(diǎn)，不致引起通信中繼。分組網(wǎng)中所有分組交換機(jī)都至少與兩個交換機(jī)相連接，使分組能夠自動地避開故障點(diǎn)，選擇迂回路由傳送。

（3）實(shí)現(xiàn)不同種類型終端間的通信

分組交換網(wǎng)采用存儲一轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行交換，并且以X.25向用戶提供統(tǒng)一的接口，從而能夠?qū)崿F(xiàn)不同通信速度、同步方式和傳輸控制規(guī)程的終端間的通信。這是電話網(wǎng)、電報網(wǎng)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)中的電路交換所不能實(shí)現(xiàn)的。所以，分組交換網(wǎng)為不同種類計算機(jī)以及不同種類終端互通提供了方便。

（4）分組多路通信

由于分組是將接收地址信息和電文信息在一起的整體結(jié)構(gòu)，因此，分組式終端只用一條用戶線與分組交換機(jī)接續(xù)，就能同時和多個終端進(jìn)行電文傳送，即在用戶和網(wǎng)絡(luò)之間只用一條用戶線就能同時和多個用戶通信。

（5）按信息量比例計費(fèi)

分組交換方式中，用戶數(shù)據(jù)是在交換機(jī)的存儲器內(nèi)進(jìn)行存儲和傳送的，信息量的大小能夠確切地掌擁，因此，能夠采用與信息量成比例的計費(fèi)方式。

采用分組多路通信，能夠有效地利用中繼傳輸線路，減少了傳輸線路費(fèi)用的影響，極大地降低距離的費(fèi)用級差。因此，在極端的情況下，可以采用與距離無關(guān)而僅與信息量為主的計費(fèi)方式。

（6）與公用電話網(wǎng)和電報及低速數(shù)據(jù)網(wǎng)連接

如圖2-5所示，分組交換網(wǎng)能與公用電話交換網(wǎng)和用戶電報及低速數(shù)據(jù)W相連接，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)終端互通。

圖2-5分組交換網(wǎng)與電話網(wǎng)和用戶電報及低速數(shù)據(jù)網(wǎng)互連示意圖

2.分組交換網(wǎng)中虛電路方式

在分組交換網(wǎng)中還有另一種方式，即虛電路方式^所謂虛電路就是兩個用戶終端設(shè)備在開始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前，需要通過網(wǎng)路建立邏輯上的連接，一旦這種連接建立之后，就在網(wǎng)絡(luò)中操持已建立的數(shù)據(jù)通路，用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)（以分組為單位）將順序通過網(wǎng)路到達(dá)終點(diǎn)。當(dāng)用戶不需要發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時，可以清除這種連接。

我們可以通過圖24說明虛電路的概念。在分組網(wǎng)中，從源終端到目的終端中間經(jīng)過若干交換節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)間在一條物理信道上有多條邏輯信道，它們是按統(tǒng)計復(fù)用實(shí)現(xiàn)復(fù)用的，如圖2-6中1,2,3和4邏輯信道。所謂邏輯信道，是指在兩個節(jié)點(diǎn)之間，在通信協(xié)議中對等層之間的一種連接。在一條邏輯信道兩端節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)中，都對應(yīng)分記一定的存儲空間，在每個分組中都標(biāo)明了所走的邏輯信道號。如當(dāng)呼叫用戶A要與B通信時，A與B通過節(jié)點(diǎn)1、2、3、4建立虛電路連接，而各節(jié)點(diǎn)之間的邏輯信道是不一樣的，如圖中所示，節(jié)點(diǎn)1與節(jié)點(diǎn)2之間利用邏輯信道1,節(jié)點(diǎn)2與節(jié)點(diǎn)3之間利用邏輯信道1,節(jié)點(diǎn)3與節(jié)點(diǎn)4之間利用邏輯信道4.讀者還可從圖中的用戶C和D之間看出不同的虛電路連接。

虛電路可以是臨時連接，也可以是一直連接。臨時連接稱為交換虛電路，用戶終端在通信之前必須建立虛電路，通信結(jié)束后就拆除虛電路。一直連接稱為一直虛電路（PVC），用戶如果預(yù)約了該項服務(wù)后，就在兩個用戶之間建立一直的虛連接，用戶之間的通信直接進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸階段，就好像具有一條專線一樣，可隨時傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)報與虛電路業(yè)務(wù)之間的區(qū)別就像電話與電報之間的區(qū)別。電話允許雙向?qū)υ?，發(fā)話者可通過受話者的聲音證實(shí)其是否聽懂，這就是虛鏈路的情況。電報則不同，所有情況必須由發(fā)方考慮，一旦發(fā)送出了錯，發(fā)送者不知道，那發(fā)送的內(nèi)容，接受方可能不理解，這就類似于數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)。

返回目錄：通信工程師考試交換技術(shù)基本概念