从1876年贝尔发明电话以来，人类一直采用电路交换的方式来进行电话通信。在使用电路交换打电话之前，先拨号建立连接：当拨号的信令通过许多交换机到达被叫用户所连接的交换机时，该交换机就向用户的电话机振铃；在被叫用户摘机且摘机信号传送回主叫用户所连接的交换机后，呼叫即完成，这时从主叫端到被叫端就建立了一条连接。当通话结束挂机后，挂机信令通知这些交换机，使得交换机释放刚才这条物理通路。在建立电路之后、释放线路之前，即使站点之间无任何数据可以传输，整个线路仍不允许其他站点共享。就和打电话一样，人们讲话之前总要拨完号之后把这个连接建立起来，不管用户讲不讲话，只要不挂机，这个连接是专为该用户所用的，如果没有可用的连接，用户将听到忙音。因此线路的利用率较低，并且容易引起接续时的拥塞。

电路交换方式对于数据业务而言，存在很大的局限性。首先数据通信具有很强的突发性，峰值比特率和平均比特率相差较大，如果采用电路交换技术，若按峰值比特率分配电路带宽，则会造成资源的极大浪费；如果按照平均比特率分配带宽，则会造成数据的大量丢失。其次是和语音业务比较起来，数据业务对时延没有严格的要求，但需要进行无差错的传输，而语音信号可以有一定程度的失真，但实时性一定要好。

为了更好地在网络中传送数据，英国国家物理实验室的唐纳德·戴维斯（Donald Davies）、兰德公司的保罗·巴兰（Paul Baran）和麻省理工学院的伦纳德·克兰罗克（Leonard Kleinrock）在20世纪60年代各自独立地创立了分组交换理论。

分组交换的实质就是将要传输的数据按一定长度分成很多组，在每个分组里加上分组头。分组头包含接收地址和控制信息，其长度为3～10B，用户数据部分长度是固定的，平均为128B，最长不超过256B。这样的数据分组也被称为数据包，如图4-1所示。当数据到达目的地之后，各数据包会被再重新组合起来，去掉分组头，形成一条完整的用户数据。

图4-1 数据包的组成

采用分组交换技术，在通信之前不需要建立连接，每个结点首先将前一结点送来的分组收下并保存在缓冲区中，然后根据分组头部中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一个结点，这样在通信过程中可以根据用户的要求和网络的能力来动态分配带宽。从发送终端发出的各个分组，将由分组交换网根据分组内部的地址和控制信息被传送到与接收终端连接的交换机，但对属于同一数据帧的不同分组所经过的传输路径却不是唯一的，即各分组交换机通信时能够根据交换网的当前状态为各分组选择不同的传输路径，以免线路拥挤造成网络阻塞。当分组通过分组交换网被传送到接收端的交换机之后，由分组交换机组装功能根据各个分组内所携带的分组顺序编号，对分组进行排列，把按顺序排列好的分组恢复为原来的数据，传送给相应的接收终端。

分组交换具有以下技术特点。

1.高效

分组交换以虚电路的形式进行信道的多路复用，实现资源共享，可在一条物理线路上提供多条逻辑信道，极大地提高线路的利用率。在传输过程中，分组交换是逐段占用的，而且可以动态分配传输带宽，从而大大提高传输效率。(www.daowen.com)

2.灵活

分组交换可以为每一个数据包独立选择转发路由。同一个用户数据中的不同数据包可以通过不同路径到达目的地。

3.通用

不同种类的终端可以相互通信：分组网向用户提供标准接口，数据以分组为单位在网络内存储转发，使不同速率终端、不同协议的设备经网络提供的协议变换功能后实现相互通信。

4.可靠

在网络中每个分组进行传输时，在结点交换机之间采用差错校验与重发的功能，因而在网中传送的误码率大大降低。而且在网络内发生故障时，网络中的路由机制会使分组自动地选择一条新的路由以避开故障点，不会造成通信中断。

5.迅速

分组交换可以不先建立连接就能向其他主机发送分组。由于每个分组都包含控制信息，因此分组型终端可以同时与多个用户终端进行通信，可把同一信息发送到不同的用户。

当然，分组交换也带来一些新的问题，如分组在路由器存储转发时需要排队，这会造成一定的时延。另外，各分组中添加的具有控制信息的分组头也带来了一定的开销，整个分组网络也需要专门的管理和控制机构。