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(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的通信方式，被稱為分組交換，那么你對(duì)分組交換了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)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(jiǎn)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(gè)更小的等長(zhǎng)數(shù)據(jù)段，在每個(gè)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(gè)帶有首部的數(shù)據(jù)段就構(gòu)成了一個(gè)分組。首部指明了該分組發(fā)送的地址，當(dāng)交換機(jī)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(gè)過程就是分組交換。能夠進(jìn)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(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，它將所接受的分組暫時(shí)存儲(chǔ)下來(lái)，在目的方向路由上排隊(duì)，當(dāng)它可以發(fā)送信息時(shí)，再將信息發(fā)送到相應(yīng)的路由上，完成轉(zhuǎn)發(fā)。其存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的過程就是分組交換的過程。
分組交換的思想來(lái)源于報(bào)文交換，報(bào)文交換也稱為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換，它們交換過程的本質(zhì)都是存儲(chǔ)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(bào)文交換則是一個(gè)個(gè)報(bào)文。由于以較小的分組為單位進(jìn)行傳輸和交換，所以分組交換比報(bào)文交換快。報(bào)文交換主要應(yīng)用于公用電報(bào)網(wǎng)中。
分組交換的分類
按照實(shí)現(xiàn)方式，分組交換可以分為數(shù)據(jù)報(bào)分組交換和虛電路分組交換。
數(shù)據(jù)報(bào)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(zhǔn)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(dú)立，互不影響，可以按照不同的路由機(jī)制到達(dá)目的地，并重新組合。
在這種方式中，每個(gè)分組按一定格式附加源與目的地址、分組編號(hào)、分組起始、結(jié)束標(biāo)志、差錯(cuò)校驗(yàn)等信息，以分組形式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。網(wǎng)絡(luò)只是盡力地將分組交付給目的主機(jī)，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(dá)接收端。所以網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)是不可靠的，也不保證服務(wù)質(zhì)量。如圖9-2(a)所示，主機(jī)H1向H5發(fā)送的分組，有的經(jīng)過節(jié)點(diǎn)A-B-E，有的經(jīng)過A-C-E或A-B-C-E，主機(jī)H2向H6發(fā)送的分組，有的經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B-D-E，有的經(jīng)過B-E。數(shù)據(jù)報(bào)方式一般適用于較短的單個(gè)分組的報(bào)文。其優(yōu)點(diǎn)是傳輸延時(shí)小，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響后續(xù)分組的傳輸。缺點(diǎn)是每個(gè)分組附加的控制信息多，增加了傳輸信息的長(zhǎng)度和處理時(shí)間，增大了額外開銷。
虛電路分組交換
它與數(shù)據(jù)報(bào)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(gè)邏輯連接，然后才開始傳送分組，所有分組沿相同的路徑進(jìn)行交換轉(zhuǎn)發(fā)，通信結(jié)束后再拆除該邏輯連接。網(wǎng)絡(luò)保證所傳送的分組按發(fā)送的順序到達(dá)接收端。所以網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)是可靠的，也保證服務(wù)質(zhì)量。如圖9-2(b)所示，主機(jī)H1向H5發(fā)送的所有分組都經(jīng)過相同的節(jié)點(diǎn)A-B-E，主機(jī)H2向H6發(fā)送的所有分組也都經(jīng)過相同的節(jié)點(diǎn)B-E。
這種方式對(duì)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(gè)分組頭只需標(biāo)出虛電路標(biāo)識(shí)符和序號(hào)，所以分組頭開銷小，適用長(zhǎng)報(bào)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(gè)獨(dú)占的物理線路。根據(jù)虛擬連接的實(shí)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(qǐng)求建立一個(gè)臨時(shí)連接，然后進(jìn)行通信，當(dāng)通信結(jié)束之后，該臨時(shí)連接就被拆除。
永久虛電路是通信雙方無(wú)需請(qǐng)求，只需要按照雙方約定建立一個(gè)連接，并在約定時(shí)間內(nèi)一直保持。
由此可得，面向連接工作方式和無(wú)連接工作方式的特點(diǎn)。
(1)面向連接工作方式的特點(diǎn)
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(gè)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(gè)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(shí)延比無(wú)連接工作方式的時(shí)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(duì)故障敏感。
(2)無(wú)連接工作方式的特點(diǎn)
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(dá)目的地，該路徑事先無(wú)法預(yù)知，無(wú)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(shí)延比面向連接工作方式的時(shí)延大。
對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障不敏感。
分組交換的特點(diǎn)
(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(wú)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(bào)是無(wú)連接工作方式
(3)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用(動(dòng)態(tài)分配帶寬)
統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用的基本原理是把時(shí)間劃分為不等長(zhǎng)的時(shí)間片，長(zhǎng)短不同的時(shí)間片就是傳送不同長(zhǎng)度分組所需的時(shí)間，對(duì)每路通信沒有固定分配時(shí)間片，而是按需使用。這就意味著使用這條復(fù)用線傳送分組時(shí)間的長(zhǎng)短，由此可見統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用是動(dòng)態(tài)分配帶寬的。
(4)信息傳送為有差錯(cuò)控制
分組交換是專門為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)的交換方式，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是可靠性要求高，對(duì)實(shí)時(shí)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(shè)有CRC校驗(yàn)、重發(fā)等差錯(cuò)控制機(jī)制，以滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特性的需求。
(5)信息傳送不具有透明性
分組交換對(duì)所傳送的數(shù)據(jù)信息要進(jìn)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(dāng)數(shù)據(jù)流量較大時(shí)，分組排隊(duì)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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