什么是分组交换 分组交换的分类和特点

在通信过程中，通信双方以分组为单位、使用存储-转发机制实现数据交互的通信方式，被称为分组交换，那么你对分组交换了解多少呢?以下是由小编整理关于什么是分组交换的内容，希望大家喜欢!

什么是分组交换

分组交换也称为包交换，它将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段，在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部，每个带有首部的数据段就构成了一个分组。首部指明了该分组发送的地址，当交换机收到分组之后，将根据首部中的地址信息将分组转发到目的地，这个过程就是分组交换。能够进行分组交换的通信网被称为分组交换网。

分组交换的本质就是存储转发，它将所接受的分组暂时存储下来，在目的方向路由上排队，当它可以发送信息时，再将信息发送到相应的路由上，完成转发。其存储转发的过程就是分组交换的过程。

分组交换的思想来源于报文交换，报文交换也称为存储转发交换，它们交换过程的本质都是存储转发，所不同的是分组交换的最小信息单位是分组，而报文交换则是一个个报文。由于以较小的分组为单位进行传输和交换，所以分组交换比报文交换快。报文交换主要应用于公用电报网中。

分组交换的分类

按照实现方式，分组交换可以分为数据报分组交换和虚电路分组交换。

数据报分组交换

数据包分组交换要求通信双方之间至少存在一条数据传输通路。发送者需要在通信之前将所要传输的数据包准备好，数据包都包含有发送者和接收者的地址信息。数据包的传输彼此独立，互不影响，可以按照不同的路由机制到达目的地，并重新组合。

在这种方式中，每个分组按一定格式附加源与目的地址、分组编号、分组起始、结束标志、差错校验等信息，以分组形式在网络中传输。网络只是尽力地将分组交付给目的主机，但不保证所传送的分组不丢失，也不保证分组能够按发送的顺序到达接收端。所以网络提供的服务是不可靠的，也不保证服务质量。如图9-2(a)所示，主机H1向H5发送的分组，有的经过节点A-B-E，有的经过A-C-E或A-B-C-E，主机H2向H6发送的分组，有的经过节点B-D-E，有的经过B-E。数据报方式一般适用于较短的单个分组的报文。其优点是传输延时小，当某节点发生故障时不会影响后续分组的传输。缺点是每个分组附加的控制信息多，增加了传输信息的长度和处理时间，增大了额外开销。

虚电路分组交换

它与数据报方式的区别主要是在信息交换之前，需要在发送端和接收端之间先建立一个逻辑连接，然后才开始传送分组，所有分组沿相同的路径进行交换转发，通信结束后再拆除该逻辑连接。网络保证所传送的分组按发送的顺序到达接收端。所以网络提供的服务是可靠的，也保证服务质量。如图9-2(b)所示，主机H1向H5发送的所有分组都经过相同的节点A-B-E，主机H2向H6发送的所有分组也都经过相同的节点B-E。

这种方式对信息传输频率高、每次传输量小的用户不太适用，但由于每个分组头只需标出虚电路标识符和序号，所以分组头开销小，适用长报文传送。

虚电路分组交换像电路交换一样，通信双方需要建立连接，只是与电路交换不同，分组交换的连接是虚拟连接(又称为虚电路)，连接中不存在一个独占的物理线路。根据虚拟连接的实现方式，可以把虚电路分为交换虚电路和永久虚电路。

交换虚电路是需要通信双方通过请求建立一个临时连接，然后进行通信，当通信结束之后，该临时连接就被拆除。

永久虚电路是通信双方无需请求，只需要按照双方约定建立一个连接，并在约定时间内一直保持。

由此可得，面向连接工作方式和无连接工作方式的特点。

(1)面向连接工作方式的特点

不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接，其通信过程可分为三个阶段：连接建立、传送信息、连接拆除。

一旦连接建立，该通信的所有信息均沿着这个链接路径传送，且保证信息的有序性(发送信息顺序与接收信息顺序一致)。

信息传送的时延比无连接工作方式的时延小。

一旦建立的连接出现故障，信息传送就要中断，必须重新建立连接，因此对故障敏感。

(2)无连接工作方式的特点

没有连接建立过程，一边选路、一遍传送信息。

属于同一通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径事先无法预知，无法保证信息的有序性(发送信息顺序与接收信息顺序不一致)。

信息传送的时延比面向连接工作方式的时延大。

对网络故障不敏感。

分组交换的特点

(1)信息传送的最小单位是分组

分组由组头和用户信息组成，分组头含有选路和控制信息。

(2)面向连接(逻辑连接)和无连接两种工作方式

虚电路采用面向连接的工作方式，数据报是无连接工作方式

(3)统计时分复用(动态分配带宽)

统计时分复用的基本原理是把时间划分为不等长的时间片，长短不同的时间片就是传送不同长度分组所需的时间，对每路通信没有固定分配时间片，而是按需使用。这就意味着使用这条复用线传送分组时间的长短，由此可见统计时分复用是动态分配带宽的。

(4)信息传送为有差错控制

分组交换是专门为数据通信网设计的交换方式，数据业务的特点是可靠性要求高，对实时性要求没有电话通信高，因而在分组交换中为保证数据信息的可靠性，设有CRC校验、重发等差错控制机制，以满足数据业务特性的需求。

(5)信息传送不具有透明性

分组交换对所传送的数据信息要进行处理，如拆分、重组信息等。

(6) 基于呼叫延迟制的流量控制

在分组交换中，当数据流量较大时，分组排队等待处理，而不像电路交换那样立即呼损掉，因此其流量控制基于呼叫延迟。