科技名詞定義
中文名稱：
分組交換
英文名稱：
packet switching
定義：通過標有位址的分組進行路由選擇傳送資料，使通道僅在傳送分組期間被占用的一種交換方式。
目錄基本資訊
發展歷程
交換方式
1. 資料報方式
2. 虛電路方式
交換優點
1. 線路利用率更高
2. 資料率轉換
3. 排隊制
4. 支援優先順序
交換缺點
1. 時延
2. 時延抖動
3. 額外開銷大
交換原理
交換協議
網路構成
分組交換機的功能
使用者進網方式
交換區別
英文名稱
基本資訊
分組是由分組頭和其後的使用者資料部分組成的。分組頭包含接收位址和控制資訊，其長度為3--10b，使用者資料部分長度是固定的，平均為128b，最長不超過256b。這裡有乙個問題需要說明：
同一分組網內分組長度是固定的，而不同分組網分組長度可以不同。分組交換：路由選擇確定了輸出埠和下乙個節點後，必須使用交換技術將分組從輸入埠傳送到輸出埠，實現輸送位元通過網路節點。
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**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多個更小的等長部分，每個部分叫做乙個資料段。在每個資料段的前面加上一些必要的控制資訊組成的首部，就構成了乙個分組。首部用以指明該分組發往何位址，然後由交換機根據每個分組的位址標誌，將他們**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。分組交換實質上是在「儲存—**」基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。
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。
發展歷程
2023年左右，人們開始研究一種新的長途數字資料通訊的體系結構形式：分組交換。
分組交換
雖然目前使用的分組交換技術與那時相比已經取得了很大的發展，但是今天分組交換的基本技術與70年代的網路技術基本上是相同的，而且分組交換仍然是實現長途資料通訊少數有效的技術中的一種。並且兩種最新的廣域網技術：幀中繼和atm，基本上是分組交換方式的變種。
分組交換是作為一種解決互動式處理應用的技術而發展起來的，它設計用來支援突發性的資料流的傳送，這種業務流的持續連線時間長而業務量低。分組交換網路採用了統計復用技術，即多個會話連線可以共享一條通訊通道，這無疑大大提高了傳輸效率。然而，共享通訊鏈路會引入時延。
因此未來我們要考慮的乙個關鍵問題是分組交換網路如何傳送時延敏感的業務流，比如實時業務流。在分組交換網路中，分組通過一系列中間節點進行選路，通常要跨越多個網路。它們以儲存——**的方式在一系列分組交換機（即路由器）之間**，最終到達目的地。
在傳輸過程中資訊被分割成包含目的位址和序列號的分組。
交換方式
分組交換有兩種方式
資料報方式
在這種方式中，每個分組按一定格式附加源與
分組交換
目的位址、分組編號、分組起始、結束標誌、差錯校驗等資訊，以分組形式在網路中傳輸。網路只是盡力地將分組交付給目的主機，但不保證所傳送的分組不丟失，也不保證分組能夠按傳送的順序到達接收端。所以網路提供的服務是不可靠的，也不保證服務質量。
如圖9-2（a）所示，主機h1向h5傳送的分組，有的經過節點a-b-e，有的經過a-c-e或a-b-c-e，主機h2向h6傳送的分組，有的經過節點b-d-e，有的經過b-e。資料報方式一般適用於較短的單個分組的報文。其優點是傳輸延時小，當某節點發生故障時不會影響後續分組的傳輸。
缺點是每個分組附加的控制資訊多，增加了傳輸資訊的長度和處理時間，增大了額外開銷。
虛電路方式
它與資料報方式的區別主要是在資訊交換之前，需要在傳送端和接收端之間先建立乙個邏輯連線，然後才開始傳送分組，所有分組沿相同的路徑進行交換**，通訊結束後再拆除該邏輯連線。網路保證所傳送的分組按傳送的順序到達接收端。所以網路提供的服務是可靠的，也保證服務質量。
如圖9-2（b）所示，主機h1向h5傳送的所有分組都經過相同的節點a-b-e，主機h2向h6傳送的所有分組也都經過相同的節點b-e。
這種方式對資訊傳輸頻率高、每次傳輸量小的使用者不太適用，但由於每個分組頭只需標出虛電路識別符號和序號，所以分組頭開銷小，適用長報文傳送。
交換優點
分組交換網與電路交換網相比有許多優點
分組交換
線路利用率更高
因為結點到結點的單個鏈路可以由很多分組動態共享。分組被排隊，並被盡可能快速地在鏈路上傳輸。
資料率轉換
乙個分組交換網路可以實行資料率的轉換：兩個不同資料率的站之間能夠交換分組，因為每乙個站以它的自己的資料率連線到這個結點上。
排隊制 當電路交換網路上負載很大時，一些呼叫就被阻塞了。在分組交換網路上，分組仍然被接受，只是其交付時延會增加。
支援優先順序
在使用優先順序時，如果乙個結點有大量的分組在排隊等待傳送，它可以先傳送高優先順序的分組。這些分組因此將比低優先順序的分組經歷更少的時延。
交換缺點
分組交換網與電路交換網相比也有一些缺點
時延 乙個分組通過乙個分組交換網結點時會產生時延，而在電路交換網中則
分組交換
不存在這種時延。
時延抖動
因為乙個給定的源站和目的站之間的各分組可能具有不同的長度，可以走不同的路徑，也可以在沿途的交換機中經歷不同的時延，所以分組的總時延就可能變化很大。這種現象被稱為抖動。抖動對一些應用來講是不希望有的（例如：
**話音和實時影象等實時應用中）。
額外開銷大
要將分組通過網路傳送，包括目的位址在內的額外開銷資訊和分組排序資訊必須加在每乙個分組裡。這些資訊降低了可用來運輸使用者資料的通訊容量。在電路交換中，一旦電路建立，這些開銷就不再需要。
另外，分組交換網路是乙個分布的分組交換結點的集合，在理想情況下，所有的分組交換結點應該總是了解整個網路的狀態。但是，不幸的是，因為結點是分布的，在網路一部分狀態的改變與網路其他部分得知這個改變之間總是有乙個時延。此外，傳遞狀態資訊需要一定的費用，因此乙個分組交換網路從來不會「完全理想地」執行。
交換原理
掛在分組交換網上的終端有兩類：分組型終端和一般終端。所謂分組型終端是以分組的形式傳送和接收資訊；一般終端它傳送和接收的資訊是報文，需經分組裝拆裝置處理後才能接入分組交換網。
若傳送終端是一般終端，要由pad將其傳送的報文拆成若干個分組再送往分組交換網上傳輸；若接收終端是一般終端，要由pad將屬於乙份報文的若干個分組重新組裝成報文再送給一般終端。
分組交換的基本原理是採用「儲存——**」技術，從源站傳送報文時，將報文劃分成有固定格式的分組（packet），把目的位址新增在分組中，然後網路中的交換機將源站的分組接收後暫時儲存在儲存器中，再根據提供的目的位址，不斷通過網路中的其它交換機選擇空閒的路徑**，最後送到目的位址。這樣就解決了不同型別使用者之間的通訊，並且不需要像電路交換那樣在傳輸過程中長時間建立一條物理通路，而可以在同一條線路上以分組為單位進行多路復用，所以大大提高了線路的利用率。
分組交換是把電路交換和報文交換的優點結合起來產生的一種交換技術。電路交換過程類似於打**，當使用者需傳送資料時，主叫方需通過呼叫，由交換網完成被叫才與它建立一條物理連線資料通路，需拆除連線時，由通訊雙方中任一方完成。它的特點是適合傳送一次性大批量的資訊。
由於建立連線時間長，傳遞短報文時，效率較低。並且對通訊雙方在資訊傳輸速率、編碼格式、通訊協議等方面完全相容，這就限制了不同速率、不同編碼格式、不同通訊協議的雙方使用者進行通訊。報文交換的基本原理是採用「儲存－**」技術，從源站傳送報文時，把目的位址新增在報文中，然後網路中的交換機將源站的報文接收後暫時儲存在儲存器中，再根據提供的目的位址，不斷通過網路中的其它交換機選擇空閒的路徑**，最後送到目的位址。
這樣就解決了不同型別使用者之間的通訊，並且不需要像電路交換那樣在傳輸過程中長時間建立一條物理通路，而可以在同一條線路上以報文為單位進行多路復用，所以大大提高了線路的利用率。但此種方式時延較長，時延變化大，不適用於實時及會話式通訊，但適用於電子郵件、計算機檔案、公用電報等業務。
分組交換仍採用「儲存－**」技術，但不像報文交換那樣以報文為單位進行交換，而是將報文劃分成有固定格式的分組(packet)進行交換、傳輸，一般為1kbit～數千位，每個分組按一定格式附加源與目的位址，分組編號、分組起始、結束標誌、差錯校驗等資訊，以分組形式在網路中傳輸。當源dtea將分組以位元串形式傳送至本地分組交換機pse後，本地pse收到每個分組要求的**資訊，不管是否接通目的位址裝置，都先儲存起來，然後檢查目的位址，在pse儲存的路由表中找到該目的位址規定的傳送通路，pse即按允許的最大傳送速率**該分組。同樣，每個中轉pse均按此方式儲存、**每個分組，直到將分組送到目的地pse，再由該pse送達目的位址dte(見圖8－7)。?
按上述方式傳送的是分組交換中的資料報方式。一般適用於較短的單個分組的報文。其優點是傳輸可靠性高、傳輸延時小，由於pse上的儲存器容量減小，所以提高了經濟性，缺點是每個分組附加的控制資訊多，增加了傳輸資訊的長度和處理時間，增大了額外開銷。
分組交換的另一種方式叫虛電路方式，它與資料報方式的區別主要是在資訊交換之前，由源dte向本地pse傳送一特定呼叫請求的分組，其中含有目的dte的位址及邏輯通道識別符，並由pse中轉**。若呼叫被目的dte接受，則相應的響應「呼叫接受」予以應答，網路即發出乙個「呼叫連通」給源dte，此時呼叫建立，在兩台dte之間建立一條稱作虛電路的邏輯通路，資訊就能在這條虛電路上傳輸，直到資料交換結束，虛電路被拆除，相應的邏輯通道識別符被釋放。所以虛電路方式在每次通訊時都有虛電路建立、資料傳輸和拆除三個階段，類似於電路交換方式，但在網路中的傳輸是分組交換方式。
這種方式對資訊傳輸頻率高、每次傳輸量小的使用者不太適用，但由於每個分組頭只需標出虛電路識別符號和序號，所以分組頭開銷小，適用長報文傳送。
交換協議
公用分組交換資料網是實現不同型別計
電路交換與分組交換的區別
電路交換 由於電路交換在通訊之前要在通訊雙方之間建立一條被雙方獨佔的物理通路 由通訊雙方之間的交換裝置和鏈路逐段連線而成 因而有以下優缺點。優點 由於通訊線路為通訊雙方使用者專用，資料直達，所以傳輸資料的時延非常小。通訊雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通訊，實時性強。雙方通訊時按傳送順序傳送...
電路交換與分組交換的區別
網路原理作業 馬江江，徐棟，姚軍，劉道琛，盧永盛，王彬，高傑 一 電路交換 由於電路交換在通訊之前要在通訊雙方之間建立一條被被雙方獨佔的物理通路 有通訊雙方之間的交換裝置和鏈路逐段連線而成 因而有以下優缺點。優點 1，由於通訊線路為通訊雙方使用者專用，資料直達，所以傳輸資料的時延非常小。2，通訊雙方...
二層交換技術簡介
二層交換技術 二層交換技術簡介 二層交換技術是發展比較成熟，二層交換機屬資料鏈路層裝置，可以識別資料報中的mac位址資訊，根據mac位址進行 並將這些mac位址與對應的埠記錄在自己內部的乙個位址表中。具體的工作流程如下 1 當交換機從某個埠收到乙個資料報，它先讀取包頭中的源mac位址，這樣它就知道源...