5.3.1 分组交换的原理
重点难点讲解
1.分组交换的概念
分组交换是以分组为单位进行存储-转发的交换方式。在分组交换方式中，首先将需要传送的信息划分为一定长度的分组，存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路有空闲时，再将该分组发向接收交换机或用户终端。
分组指的是长度相对较短的数据块。每个分组都有一个长度为若干字节的分组头，在分组头中包含分组的地址和控制信息等，以控制分组的传输和交换。
2.分组交换的原理
这里以基于X.25协议的分组交换为例介绍其工作原理，如图5-3所示。
图5-3 分组交换工作原理
假设分组交换网有3个交换中心(又称交换节点)，分设有分组交换机1，2，3。图中画出A、B、C、D共4个数据用户终端，其中B和C为分组型终端，A和D为一般终端。分组型终端以分组的形式发送和接收信息，而一般终端(即非分组型终端)发送和接收的不是分组，而是报文(或字符流)。所以，一般终端发送的报文要由分组装拆设备PAD将其拆成若干个分组，以分组的形式在网中传输和交换;若接收终端为一般终端，则由PAD将若干个分组重新组装成报文再送给一般终端。
图5-3中存在两个通信过程，分别是非分组型终端A和分组型终端C之间的通信，以及分组型终端B和非分组型终端D之间的通信。
非分组型终端A发出带有接收终端C地址的报文，分组交换机1将此报文拆成两个分组，存入存储器并进行路由选择，决定将分组C1直接传送给分组交换机2，将分组C2先传给分组交换机3(再由交换机3传送给分组交换机2)。路由选择后，等到相应路由有空闲，分组交换机1便将两个分组从存储器中取出送往相应的路由。其他相应的交换机也进行同样的操作，最后由分组交换机2将这两个分组送给接收终端C。由于C是分组型终端，因此在交换机2中不必经过PAD，直接将分组送给终端C。
图5-3中另一个通信过程，分组型终端B发送的数据是分组，在交换机3中不必经过PAD，D1、D2、D3这3个分组经过相同的路由传输，由于接收终端为一般终端，所以在交换机2由PAD将3个分组组装成报文送给一般终端D。
这里有几个问题需要说明一下:
(a)来自不同终端的不同分组可以去往分组交换机的同一出线，这就需要分组在交换机中排队等待，一般本着先进先出的原则(也有采用优先制的)，等到交换机相应的输出线路有空闲时，交换机对分组进行处理并将其送出。
(b)一般终端需经分组装拆设备(PAD)才能接入分组交换网。
(c)分组交换最基本的思想就是实现通信资源的共享，具体采用统计时分复用(STDM)。