分组交换来源于报文交换,报文的原意就是指电报。在报文交换网中,报文被发送到交换机上,交换机分析报文,找到报文的目的地址,先将报文存储起来,等线路空闲时,再将报文传送出去,即所谓的“存储—转发”方式。
为了提高交换机的转发能力和缓冲器的利用率,用户将要传送的数据分割成若干个数据段,数据段的长度限定在一定范围内,每个数据段加上控制信息和地址标识就叫做报文分组,简称分组或包,如IP包。交换机对收到的每个分组进行分析,根据分组中的目的地址字段把分组转发出去,接收端收到所有分组后,再把数据重新组装起来。
每个分组可以走不同的路径,也可以多个分组走同一条路径。根据分组交换网对分组流的不同处理方式,分组交换技术分为虚电路和数据报两种类型。
1.虚电路分组交换方式
虚电路方式局限于电路交换网面向连接的思想,在传输数据前,必须通过呼叫建立一条通路。与电路交换网的最大区别是,这条物理通路不是独占的,而是与其他用户共享的,不同用户的分组靠分配给用户的虚电路号来区别。广域网中的X.25分组交换网、帧中继网络、ATM(异步传输模式)网络都是虚电路分组交换网络。
与电路交换网一样,虚电路分组交换过程也分为3个阶段:虚电路的建立、数据的传输和虚电路的拆除。
在呼叫建立过程中,用于呼叫请求的分组中携带了源地址和目的地址。交换机收到呼叫请求消息后,进行路由选择,并给该呼叫分配网络资源,如缓存区、虚电路号等,并填写虚电路表。网络中的每个交换机都保存有一张虚电路表,记录了已建立的虚电路的信息,包括虚电路号、前一个交换机、下一个交换机等信息。(www.daowen.com)
当用户传输数据时,数据分组只携带虚电路号,而没有源地址和目的地址。交换机只需要识别虚电路号,就可以把分组转发到相应的输出线路上。
虚电路交换网一般都提供两种业务:交换虚电路SVC和永久虚电路PVC。交换虚电路在传输数据前,需要通过呼叫过程建立与对方的联系。永久虚电路无需呼叫,可以直接传输数据,这是因为在签订永久虚电路业务合同后,电信网操作员就为通信双方的用户分配了虚电路号,建立了一条虚电路。
虚电路交换网络可以提供按序传送和差错控制服务。因为数据传输阶段不需要决定路由,所以分组转发更迅速。缺点是网络不强健,一个交换机出现故障,经过这个结点的所有虚电路都会丢失,需要重建虚电路,才能继续传输数据。
2.数据报分组交换方式
数据报分组交换网是一种无连接网络,当用户有数据要发送时,就把数据封装成若干个分组,然后把分组立即发送到网上,而不用管接收方的状态。每个分组都带有源地址和目的地址,交换机对每个分组独立进行路由选择。由于分组可以使用任何一条当前可用的路由,每个分组的传输路径可能不同,使得分组可能不按顺序到达,分组也可能会丢失,需要接收方负责给分组重新排序,检测丢失的分组,解决如何恢复的问题。典型的数据报分组交换网络就是IP网络。
数据报分组交换网灵活性好,比较强健,网络上某个结点发生故障对全局影响不大,只要网络上有路径能够到达接收方,网络就能把分组传输到接收方。这也是美国国防部组建的世界上第一个计算机网络ARPANET采用数据报方式的原因。
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