什麼是分組交換技術

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　　分組交換技術

　　分組交換技術也稱包交換，是將使用者傳送的資料劃分成一定的長度，每個部分叫做一個分組，通過傳輸分組的方式傳輸資訊的一種技術。它是通過計算機和終端實現計算機與計算機之間的通訊，在傳輸線路質量不高、網路技術手段還較單一的情況下，應運而生的一種交換技術。

　　人們對可視電話、可檢視文、圖象通訊和多媒體等寬頻業務的需求，也將大大地推動非同步傳輸技術ATM和同步數字系列技術SDH及寬頻使用者接入網技術的不斷進步和廣泛應用。

　　分組交換技術是在計算機技術發展到一定程度，人們除了打電話直接溝通，通過計算機和終端實現計算機與計算機之間的通訊，在傳輸線路質量不高、網路技術手段還較單一的情況下，應運而生的一種交換技術。

　　分組交換也稱包交換，它是將使用者傳送的資料劃分成一定的長度，每個部分叫做一個分組。在每個分組的前面加上一個分組頭，用以指明該分組發往何地址，然後由交換機根據每個分組的地址標誌，將他們轉發至目的地，這一過程稱為分組交換。進行分組交換的通訊網稱為分組交換網。

　　分組交換與其他交換的比較

　　從交換技術的發展歷史看，資料交換經歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業務數字交換的發展過程。

　　電路交換

　　電路交換就是計算機終端之間通訊時，一方發起呼叫，獨佔一條物理線路。當交換機完成接續，對方收到發起端的訊號，雙方即可進行通訊。在整個通訊過程中雙方一直佔用該電路。它的特點是實時性強，時延小，交換裝置成本較低。但同時也帶來線路利用率低，電路接續時間長，通訊效率低，不同型別終端使用者之間不能通訊等缺點。電路交換比較適用於資訊量大、長報文，經常使用的固定使用者之間的通訊。

　　報文交換

　　將使用者的報文儲存在交換機的儲存器中。當所需要的輸出電路空閒時，再將該報文發向接收交換機或終端，它以“儲存——轉發”方式在網內傳輸資料。報文交換的優點是中繼電路利用率高，可以多個使用者同時在一條線路上傳送，可實現不同速率、不同規程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進行儲存轉發，網路傳輸時延大，且佔用大量的交換機記憶體和外存，不能滿足對實時性要求高的使用者。報文交換適用於傳輸的報文較短、實時性要求較低的網路使用者之間的通訊，如公用電報網。

　　分組交換

　　分組交換實質上是在“儲存——轉發”基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。分組交換線上路上採用動態複用技術傳送按一定長度分割為許多小段的資料——分組。每個分組標識後，在一條物理線路上採用動態複用的技術，同時傳送多個數據分組。把來自使用者發端的資料暫存在交換機的儲存器內，接著在網內轉發。到達接收端，再去掉分組頭將各資料欄位按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，互動性好。

　　非同步傳輸模式ATM

　　綜合業務數字網是集語音、資料、圖文傳真、可視電話等各種業務為一體的網路，適用於不同的頻寬要求和多樣的業務要求。非同步傳輸模式ATM Asynchronous Transfer Mode就是用於寬頻綜合業務數字網的一種交換技術。ATM是在分組交換基礎上發展起來的。它使用固定長度分組，並使用空閒信元來填充通道，從而使通道被等長的時間小段。由於光纖通訊提供了低誤位元速率的傳輸通道，因而流量控制和差錯控制便可移到使用者終端，網路只負責資訊的交換和傳送，從而使傳輸時延減小。所以ATM適用於高速資料交換業務。

　　分組交換的網路結構

　　分組交換網一般由分組交換機、網路管理中心、遠端集中器、分組裝拆裝置、分組終端/非分組終端和傳輸線路等基本裝置組成。

　　分組交換機功能：提供網路的基本業務：交換虛電路和永久虛電路，及其他補充業務，如閉和使用者群，網路使用者識別等。

　　在端到端計算機之間通訊時，進行路由選擇，以及流量控制。能提供多種通訊規程，資料轉發，維護執行，故障診斷，計費與一些網路的統計等。

　　分組交換的特點

　　在分組交換方式中，由於能夠以分組方式進行資料的暫存交換，經交換機處理後，很容易地實現不同速率、不同規程的終端間通訊。分組交換的特點主要有：

　　線路利用率高：分組交換以虛電路的形式進行通道的多路複用，實現資源共享，可在一條物理線路上提供多條邏輯通道，極大地提高線路的利用率。使傳輸費用明顯下降。

　　不同種類的終端可以相互通訊：分組網以X.25協議向用戶提供標準介面，資料以分組為單位在網路記憶體儲轉發，使不同速率終端，不同協議的裝置經網路提供的協議變換功能後實現互相通訊。

　　資訊傳輸可靠性高：在網路中每個分組進行傳輸時，在節點交換機之間採用差錯校驗與重發的功能，因而在網中傳送的誤位元速率大大降低。而且在網內發生故障時，網路中的路由機制會使分組自動地選擇一條新的路由避開故障點，不會造成通訊中斷。

　　分組多路通訊：由於每個分組都包含有控制資訊，所以分組型終端可以同時與多個使用者終端進行通訊，可把同一資訊傳送到不同使用者。

　　計費與傳輸距離無關：網路計費按時長、資訊量計費，與傳輸距離無關，特別適合那些非實時性，而通訊量不大的使用者。

　　虛擬專用網

　　虛擬專用網是大集團使用者利用公用網路的傳輸條件，網路埠等網路資源組織一個虛擬專用網路。並可以自己管理屬於專用網路部分的埠進行狀態監視、資料查詢，以及告警、計費、統計等網路管理操作。主要用於集團使用者，各專業行業等。

　　分組交換在現階段的作用

　　中國公用分組交換網的骨幹網及各地的本地網組建至今，網路的規模比原來擴大了幾倍至幾十倍，並佔據了一塊穩定的資料通訊市場。分組交換技術比較適用於終端到主機的互動式通訊、交易處理，需要進行協議轉換的場合，跨國通訊，要求高度安全的場合和傳輸基礎設施質量不高的地區等。儘管受到了寬頻網路技術的衝擊，但鑑於我國通訊基礎設施比較薄弱，分組交換業務在今後較長一段時間內仍將發揮一定的作用。隨著交換裝置的更新換代，更快的交換機處理器的出現，意味著能夠在更高速率下實現分組交換的傳統優點。

　　網路管理中心NMC

　　網路配置管理與使用者管理，日常執行資料的收集與統計。

　　路由選擇管理，網路監測，故障告警與網路狀態顯示。

　　根據交換機提供的計費資訊完成計費管理。

　　遠端集中器RCU

　　允許分組終端和非分組終端接入，有規程變換功能，可以把每個終端集中起來接入至分組交換機的中、高速線路上交織複用。

　　分組裝拆裝置PAD

　　將來自非同步終端非分組終端的字元資訊去掉起止位元後組裝成分組，送入分組交換網。在接受端再還原分組資訊為字元，傳送給使用者終端。隨著分組技術的發展，RSU與PAD的功能已沒什麼差別。

　　分組終端/非分組終端PT/NPT

　　分組終端是具有X.25協議介面，能直接接入分組交換資料網的資料通訊終端裝置。它可通過一條物理線路與網路連線，並可建立多條虛電路，同時與網上的多個使用者進行對話。對於那些執行非X.25協議的終端和無規程的終端稱為非分組終端，非分組終端需經過分組裝拆裝置，才能連到交換機埠。通過分組交換網路，分組終端之間，非分組終端之間，分組終端與非分組終端之間都能互相通訊。

　　傳輸線路

　　是構成分組資料交換網的主要組成部分之一。目前，中繼傳輸線路有PCM數字通道，數字資料傳輸，也有利用ATM連線及其衛星通道。使用者線路一般有數字資料電路或市話模擬線。

　　使用者進網方式

　　電話撥號入網：使用者採用X.28規程或X.32規程，用一個調變解調器通過公用電話網PSTN連到分組交換網上。

　　專線入網：專線使用者可租用市話模擬線或數字資料專線，採用X.28或X.25規程。方便地進入CHINAPAC。

　　分組交換應用

　　分組交換提供的業務

　　CHINAPAC向用戶提供兩種基本業務功能：

　　交換虛電路——指在兩個使用者之間建立的臨時邏輯連線。

　　永久虛電路——指在兩個使用者之間建立的永久性的邏輯連線。使用者一開機，一條永久虛電路就自動建立起來了。

　　CHINAPAC還向使用者提供任選業務功能，主要有閉和使用者群、反向計費、網路使用者識別、來電轉駁、虛擬專用網、廣播服務、幀中繼等業務。

　　中國公用分組交換網CHINAPAC網路現狀

　　1993 年建立的中國公用分組交換網是向全社會開放的網路，能提供多種業務的全國分組交換網。 CHINAPAC 分為骨幹網和省內網兩極構成。骨幹網以北京為國際出局，廣州為港澳出局。以北京、上海、瀋陽、武漢、成都、西安、廣州及南京等8個城市為匯接中心。覆蓋全國所有省、市、自治區。匯接中心採用全網狀結構，其它接點採用不完全網狀結構。網內每個接點都有2個或2個以上不同方向的電路，從而保證網路的可靠性。網內中繼電路主要採用數位電路。最高速率達34Mbps。同時，各地的本地分組交換網也已延伸到了地、市、縣。CHINAPAC 以其龐大的網路規模，滿足各界客戶的需求，並且與公用數字交換網PSTN，中國公眾計算機網際網路CHINANET，中國功用數字資料網CHINADDN，幀中繼網CHINAFRN等網路互連，以達到資源共享。優勢互補。為廣大使用者提供高質量的網路服務。並與美國、日本、加拿大、韓國、香港等幾十個國家和地區分組網相連，滿足大中型企業、外商投資企業、外商在內地辦事處等國際使用者的需求。

　　分組交換在商業中的應用

　　分組交換在商業中的應用較廣泛。如銀行系統線上式信用卡POS機的驗證。由於分組交換提供差錯控制的功能，保證了資料在網路中傳輸的可靠性。首先，各大商場內部形成區域網，網上的伺服器提供卡的管理作用，使用者刷卡後，通過伺服器上的X .25分組埠或路由器裝置連到商業增殖網，它與金卡網路結算中心通過數字專線連線。商業增殖網主要完成來自各大商場的資料線路匯接及對商場銷售情況的統計等。結算中心又同各大銀行的主機系統連線，實現對信用卡的驗證和信用卡的消費。

　　在遍步全市的各大超市中，已有相當一部分超市利用分組網來改善經營管理手段，拓展市場，取得了良好的經濟效益。在超市中設立電子消費通道，消費者手持的儲金卡經刷卡後，資訊送到該超市的後臺伺服器。伺服器的作用是對儲金卡的金額計算和超市的銷售情況的統計。個超市的營業網點通過話上覆用DOVData Over Voice的專線方式，連到超市管理中心，進行一系列的結算、統計等，來擴大超市的消費市場。

　　分組交換在其它領域中的應用

　　分組交換網的利用率高，傳輸質量好，能同時多路通訊的特點，因此它的經濟效能也較好。在一些全國性的集團公司中，總公司把指示下達給全國各地分公司甚至國外的機構，利用分組交換就非常經濟。中遠集團在全國各地的分支機構在本地形成區域網絡，通過路由器連到分組交換網，與海關、EDI中心等互通訊息。它的主機系統也通過分組交換網實行全程連網，傳送定艙資料、貨運情況、EDI報文等，也可遠端登入至香港，與海外溝通訊息。

　　總結

　　分組交換的協議轉換功能和控制功能等優勢，使高速傳送資料的新一代分組交換技術在商業、民航、石油系統大有可為。通過挖掘潛力，找準市場切入點，抓住商機，來更好地發揮分組網路的優勢。