分组交换网络有哪些(分组交换网络有哪些方法)
一个机构在公共区域建造跨越很广区域的网络时，它可以有三种选择：建造自己的专用网；使用现存的公共网络；或使用以上两者结合的网络。
公用数据网;
公用数据网(PDN) Public Data NetWorks(PDNs)
建立专用网是有点被误导的，它通常是指一个利用公共设施建立的网络，除非顾客提供所有的交换转换设备，并在不同的地点之间建立了租用线路。专用则更精确这一事实：这个机构可以全面利用这些线路，并且不与其它任何人共享这些线路。建立专用网的另外一条途径是使用微波安装或使用除了LEC之外的其它公司提供的城域网设施。许多公司为广域网使用公用数据网提供的服务，但却为连接局部设施建立专用网设施，例如在一个校园环境内建筑物之间布缆是比较容易的。
公用数据网(PDN)是由局域或长途电信局提供的一种分组交换或电路交换服务，这些电信局包括MCI、US Sprint和ATT，另外上述服务也可以由另外一些机构提供，这些机构首先为自己使用而建造了网络，然后又使得其它用户也可以使用这些网络。提供的分组交换服务通常包括X．25、帧中继、交换式多兆位数据服务(SMDS)或异步传送模式。电路交换服务包括拨号线、交换56线路和综合业务数字网络(ISDN)。
分组交换和电路交换服务的提供商包括：
US Sprint在它的全数字光纤网络上提供电路交换服务、X．25、帧中继、Internet协议(IP)、视频服务和ATM。
ATT提供一系列电路交换和分组交换服务。它的ACCUNET电路交换服务，例如交换56，多年来一直得到使用。ATT还提供帧中继、分组交换服务和ATM。
CompuServe信息服务在遍布美国的上百个地点提供对X．25和帧中继服务的访问点。
GE信息服务提供分组交换和高速服务、瞬间异步和同步服务。
Infonet服务公司提供国际服务的阵列。
Tymenet全球网络公司有接近5，000个全球访问点。
中国公用数据网:
近年来，中国的公用数据通信网建设速度很快。电信部门建立了CHINAPAC，CHINADDN，CHIANFRN等数字通信网络，形成了我国的公用数据通信网。
中国公用分组交换数据网(ChinaPAC)
l993年9月开通，l996年底已经覆盖全国县以上城市和一部分发达地区的乡镇，与世界23个国家和地区的44个数据网互联。
(1)网络状况
分组交换网是邮电部门建设和发展最早的基础数据通信网络。分组交换网以CITTX.25建议为基础，可以满足不同速率、不同型号终端与计算机、计算机与计算机间以及计算机局域网之间的通信。分组交换网是一种基础的数据通信网络，在其网络平台上可以构架各种增值业务，如：电子信箱、电子数据交换、传真存储转发等。
CHINAPAC由国家骨干网和各省(市、区)的省内网组成。目前骨干网之间覆盖所有省会城市，省内网覆盖到有业务要求的所有城市和发达乡镇。通过和电话网的互连，CHINAPAC可以覆盖到电话网通达到的所有地区。CHINAPAC设有一级交换中心和二级交换中心，一级交换中心之间采用不完全网状结构，-级交换中心到所属二级交换中心之间采用星状结构；CHIANIPAC在北京和上海设有国际出入口，广州设有到港澳地区的出入口，以完成与国际数据的联网。
(2)网络特点及业务功能
分组交换网的突出优点是可以在一条物理电路上同时开放多条虚电路，为多个用户同时使用；网络具有动态路出功能和复杂完备的误码纠错功能。 X.25协议是在物理链路传输质量很差的情况下开发出来的，为了保证数据传输的可靠性，她在每一段链路上都要执行差错检验和出错重传；这种复杂的差错校验机制虽然使它的传输效率受到了限制，但确实为用户数据的安全传输提供了很好的保障。
CHINAPAC提供的业务如下:
l.基本业务功能
基本业务功能是指向任一数字终端设备(DTE)提供的基本业务功能。它能满足用户对通信的基本要求。有两类基本业务， 交换型虚电路(SVC)； 永久型虚电路(PVC)
2.任选业务功能
用户任选业务功能是为了满足用户的特殊需要，向用户提供的特殊业务功能，如入呼叫封阻、出呼叫封阻、单向入逻辑信道、单向出逻辑信道等。
3.其他业务功能
CHINANET还提供其他费ITU-T建议的业务功能，如虚拟专用网(VPN)、TCP/IP、分组多址广播、呼叫改向等。
用户入网方式
CHINANET提供两种接入方式。
1.专线方式
适用于通信业务量大，使用频繁、要求高可靠性、无耗损的应用，但需作用专线，费用相对较高。专线入网速率为9.6～64KBPS。
2.电话拨号
适用于业务量不大、间歇时间较长、可以容忍呼叫失败的应用。因其使用已有电话线路，无需另外投资，且数据可以与话音共享线路，因此大大节省投资，对零散用户是理想的接入手段。 可分为x.28异步拨号入网或X.32同步拨号入网，拨号入网的速率为l200-9600BPS
(4)资费政策
CHINAPAC现行两种收费方式，一是计时计量收费，二是包月制费。计时计量收费。
应用领域和业务定位
和DDN、帧中继相比较，分组业务资费比较便宜，它是用户构架其内部广域网最经济的一种选择。在需要同时建立多点连接的情况下，通过分组交换网的虚电路功能，可以替代昂贵的多点DDN专线。但由于X.25协议自身的复杂性，分组业务使用于速率低于64K的低速应用场合。例如，目前随着金卡工程的不断推进，POS机的使用越来越普及，POS业务量小，但实时性要求高，非分组网互联是实现POS机和主机通信的一种非常好的方案。
[img]电路交换 PSTN 、ISDN、T载波、DDS 分组交换 X.25、帧中继、ATM、xDSL
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分组交换的网络结构
分组交换网一般由分组交换机、网络管理中心、远程集中器、分组装拆设备、分组终端/非分组终端和传输线路等基本设备组成。
分组交换机功能：提供网络的基本业务：交换虚电路和永久虚电路，及其他补充业务，如闭和用户群，网路用户识别等。
在端到端计算机之间通信时，进行路由选择，以及流量控制。能提供多种通信规程，数据转发，维护运行，故障诊断，计费与一些网络的统计等。
网络管理中心(NMC)
网络配置管理与用户管理，日常运行数据的收集与统计。
路由选择管理，网路监测，故障告警与网路状态显示。
根据交换机提供的计费信息完成计费管理。
远程集中器(RCU)
允许分组终端和非分组终端接入，有规程变换功能，可以把每个终端集中起来接入至分组交换机的中、高速线路上交织复用。
分组装拆设备(PAD)
将来自异步终端(非分组终端)的字符信息去掉起止比特后组装成分组，送入分组交换网。在接受端再还原分组信息为字符，发送给用户终端。随着分组技术的发展，RSU与PAD的功能已没什么差别。
分组终端/非分组终端(PT/NPT)
分组终端是具有X.25协议接口，能直接接入分组交换数据网的数据通信终端设备。它可通过一条物理线路与网络连接，并可建立多条虚电路，同时与网上的多个用户进行对话。对于那些执行非X.25协议的终端和无规程的终端称为非分组终端，非分组终端需经过分组装拆设备，才能连到交换机端口。通过分组交换网络，分组终端之间，非分组终端之间，分组终端与非分组终端之间都能互相通信。
传输线路
是构成分组数据交换网的主要组成部分之一。目前，中继传输线路有PCM数字信道，数字数据传输，也有利用ATM连接及其卫星通道。用户线路一般有数字数据电路或市话模拟线。
中国公用分组交换网(CHINAPAC)网络现状
1993 年建立的中国公用分组交换网是向全社会开放的网络，能提供多种业务的全国分组交换网。 CHINAPAC 分为骨干网和省内网两极构成。骨干网以北京为国际出入口局，广州为港澳出入口局。以北京、上海、沈阳、武汉、成都、西安、广州及南京等8个城市为汇接中心。覆盖全国所有省、市、自治区。汇接中心采用全网状结构，其它接点采用不完全网状结构。网内每个接点都有2个或2个以上不同方向的电路，从而保证网路的`可靠性。网内中继电路主要采用数字电路。最高速率达34Mbps。同时，各地的本地分组交换网也已延伸到了地、市、县。CHINAPAC 以其庞大的网络规模，满足各界客户的需求，并且与公用数字交换网(PSTN)，中国公众计算机互联网(CHINANET)，中国功用数字数据网(CHINADDN)，帧中继网(CHINAFRN)等网络互连，以达到资源共享。优势互补。为广大用户提供高质量的网络服务。并与美国、日本、加拿大、韩国、香港等几十个国家和地区分组网相连，满足大中型企业、外商投资企业、外商在内地办事处等国际用户的需求。
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分组交换是为适应计算机通信而发展起来的一种先进通信手段，它以CCITTX.25建议为基础，可以满足不同速率、不同型号终端与终端、终端与计算机、计算机与计算机间以及局域网间的通信，实现数据库资源共享。分组交换网是数据通信的基础网，利用其网络平台可以开发各种增值业务，如：电子信箱、电子数据交换、可视图文、传真存储转发、数据库检索。
分组交换网的突出优点是可以在一条电路上同时开放多条虚电路，为多个用户同时使用，网络具有动态路由功能和先进的误码纠错功能，网络性能最佳。中国公用分组交换数据网是中国电信经营的全国性分组交换数据网，网络已直接覆盖到全部地市和绝大部分县城，通过电话网可以覆盖到电话网通达的所有城市，用户可就近以专线或电话拨号方式入网，使用分组交换业务。
公用分组数据交换网是实现不同类型计算机之间、计算机与终端之间、终端与终端之间传送数据的新设施，也是数据通信网的发展方向。分组交换网采用流量控制方法传送数据，可以利用现有线路资源，具有很高的可靠性，是目前世界大多数国家采取的方式。
分组交换方式是首先将来自终端的电文暂存在交换机内，然后划分规定长度的块（即分组），并附加上接收地址，在网内高速传输，最后传递到对方终端。其特点是：传输线路利用率极高，通信费用低（按信息量比例计费，与传输距离和通信时间关系不大），传输质量和可靠性高，具有不同种类终端间通信、分组多路通信等多样化的业务功能。
我国建成的第一个公用分组交换数据网（CNPAC）已开通使用。数据网在北京、上海、广州3个城市建主节点交换机（PSX）；在天津、沈阳、西安、成都、武汉、南京、深圳和邮电部数据研究所（北京）等8个城市建远程集中器。网络管理中心和国际出入口局均设在北京。目前，该网只允许用户电报和公用电话网内的用户呼叫分组网上的用户，分组网上的用户呼叫公众电话网、电报网的用户还有待开发。享用国际有关数据库资源可通过北京出入口局与国际分组交换网互通实现。由于我国初建的分组交换网节点和远程集中器的数量少，许多地方的数据终端还不能直接接到分组交换网上，必须经过公用电话网与分组交换网进行联网，达到共享分组交换网上计算机的资源。为此，江苏等省正在利用现有公用电话网电路，组建与CNPAC相联的省内分组交换网，以扩大数据通信的覆盖面。
一、网络交换技术发展历程
1．电路交换技术
网络交换技术共经历了四个发展阶段，电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术和ATM技术。公众电话网（PSTN网）和移动网（包括GSM网和CDMA网）采用的都是电路交换技术，它的基本特点是采用面向连接的方式，在双方进行通信之前，需要为通信双方分配一条具有固定带宽的通信电路，通信双方在通信过程中将一直占用所分配的资源，直到通信结束，并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。这种方式的优点是在通信过程中可以保证为用户提供足够的带宽，并且实时性强，时延小，交换设备成本较低，但同时带来的缺点是网络的带宽利用率不高，一旦电路被建立不管通信双方是否处于通话状态，分配的电路都一直被占用。
2．分组交换技术
电路交换技术主要适用于传送和话音相关的业务，这种网络交换方式对于数据业务而言，有着很大的局限性。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高。分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式，它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式，将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据，并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段，作为数据传送的基本单元即分组。采用分组交换技术，在通信之前不需要建立连接，每个节点首先将前一节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节点，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。分组交换比电路交换的电路利用率高，但时延较大。
3．报文交换技术
报文交换技术和分组交换技术类似，也是采用存储转发机制，但报文交换是以报文作为传送单元，由于报文长度差异很大，长报文可能导致很大的时延，并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难，为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的，节点需要分配不同大小的缓冲区，否则就有可能造成数据传送的失败。在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业务，如公用电报网。报文交换比分组交换出现的要早一些，分组交换是在报文交换的基础上，将报文分割成分组进行传输，在传输时延和传输效率上进行了平衡，从而得到广泛的应用。
4．ATM技术分组交换技术的广泛应用和发展，出现了传送话音业务的电路交换网络和传送数据业务的分组交换网络两大网络共存的局面，语音业务和数据业务的分网传送，促使人们思考一种新的技术来同时提供电路交换和分组交换的优点，并且同时向用户提供统一的服务，包括话音业务、数据业务和图像信息，由此在20世纪80年代末由原CCITT提出了宽带综合业务数字网的概念，并提出了一种全新的技术——异步传输模式（ATM）。ATM技术将面向连接机制和分组机制相结合，在通信开始之前需要根据用户的要求建立一定带宽的连接，但是该连接并不独占某个物理通道，而是和其他连接统计复用某个物理通道，同时所有的媒体信息，包括语音、数据和图像信息都被分割并封装成固定长度的分组在网络中传送和交换。ATM另一个突出的特点就是提出了保证QoS的完备机制，同时由于光纤通信提供了低误码率的传输通道，所以可以将流量控制和差错控制移到用户终端，网络只负责信息的交换和传送，从而使传输时延减少，ATM非常适合传送高速数据业务。从技术角度来讲，ATM几乎无懈可击，但ATM技术的复杂性导致了ATM交换机造价极为昂贵，并且在ATM技术上没有推出新的业务来驱动ATM市场，从而制约了ATM技术的发展。目前ATM交换机主要用在骨干网络中，主要利用ATM交换的高速和对QoS的保证机制，并且主要是提供半永久的连接。
二、电路交换技术和分组交换技术的融合
1．综合交换机技术
虽然ATM技术没有让人们实现“综合业务”的梦想，但人们一直在寻找一种途径试图实现在一个网络上提供各种业务，电信运营商也希望能够充分利用现网资源，尽量为用户提供丰富的业务。首先提出的技术就是综合交换机技术，主要是通过对现有的电路交换网络进行改造，来达到同时支持电路交换和宽带交换（包括ATM交换和IP交换）的目的。许多厂家也先后开发了综合交换机，并且相关的行业标准《综合交换机技术规范》也已经制定和颁布。综合交换机具有窄带交换机的功能，同时还要具有宽带交换机的功能。目前的综合交换机的实现方式主要有两种：一种是采用混合交换节点的方式，在交换机内部配置有多个独立交换矩阵，即电路交换矩阵、ATM和IP分组交换模块，传统的PSTN呼叫还主要由电路交换模块进行处理，和宽带相关的业务则交由宽带分组处理模块进行处理，当两个模块之间需要交互时需要进行协议转换。另一种是采用融合交换节点的方式，综合交换机内部基本上只有一个单一的ATM或IP交换矩阵，例如上海贝尔的宽带交换机S12P3S即直接采用ATM技术作为核心交换技术，所有的媒体信息都转换成ATM信元在交换机内部进行处理，对外则同时支持电路交换网、ATM网和IP网。采用融合方式的综合交换机由于内部已改为统一的交换平台，在灵活快速的业务部署方面有很大的优势。综合交换机由于综合多种功能，所以造价也比较高，主要用在业务量较大的关口局和端局，不适合全网推行。
2．IP电话技术
综合交换机主要是采用对电路交换机进行改造的方式来支持分组交换的方式，在探索电路交换技术和分组交换技术融合的过程中，人们同时也希望能够利用分组网络来传送话音业务，此时基于Web应用的出现，Internet网络以惊人的速度发展起来，并最终发展成为一个全球性的网络，人们使用Internet网络来得到各种服务。Internet网络是基于IP技术，属于分组交换技术，采用尽力而为的方式，对每个分组根据路由信息和网络情况独自进行传输和选路。Internet网络主要用来传送数据业务，伴随着Internet的巨大成功，已使IP技术成为未来信息网络的支柱技术，基于TCP/IP的网络技术不仅成为传送数据业务的主导技术，而且传统的电信运营商开始尝试使用IP技术来传送话音业务。现在传统的电信运营商一般都组建了自己的IP网络，除了在IP网络上提供目前利润相对较低的数据业务之外，运营商希望能够充分利用现有资源向用户提供丰富的业务，最主要的是话音业务，目前话音业务仍然属于运营上最主要的收入来源，最早出现的在分组网上传送语音业务的应用就是IP电话技术。
IP电话技术目前已经成为人们比较熟悉的业务，主要采用H.323系列协议，包括负责呼叫建立的信令协议H.225和负责建立媒体通道的H.245协议，语音业务采用RTP分组的方式在IP网中进行传输。IP电话的语音质量虽然没有传统电路交换网向用户提供的语音质量高，但H.323协议被普遍认为是目前在分组网上支持语音、图像和数据业务最成熟的协议，目前在IP电话领域得到广泛应用。世界上有很多利用H.323协议组建的VoIP网络正在运营。但H.323的有些缺点也很明显。首先，H.323协议中的呼叫控制信令是以Q.931为基础的。Q.931协议是一种基于UNI接口的协议，协议本身比较简单，没有关于NNI接口的定义。这在专用网内实现计算机－计算机的呼叫没有问题，但要提供全国性业务及PSTN-to-PSTN连接则必须依赖NNI接口。其次，H.323网络中使用的是集中式的网关，网关要同时处理媒体流和信令流，在处理能力上也限制了H.323网络的发展。目前，ITU-T借鉴IETF相关规范的经验，在进一步扩展和修订H.323系列协议。另外，和SIP相比较，H.323协议的可扩展性较差，并且为了在H.323网络提供类似在电路交换网络上向用户提供的业务，许多厂家都对H.323协议进行了扩展，所以不同厂家的H.323设备之间的互联也是一个H.323网络发展所面临的一个重要问题。
但是IP电话的成功应用和相当程度的市场占有份额让人们看到业务融合的曙光，人们逐渐认识在分组网上可以传送话音业务，并且可以达到较为理想的通信效果。并且分组交换具有很多潜在的性能优点，一个优点是高效利用传输通道的通信能力，尤其是对突发传输更是如此。尽管语音所表现出的突发性没有交互式数据那么突出，但还是以突发期/静音期的方式表现出一定的突发性。平均突发期的长度取决于所使用的静音侦测器，在典型的电话交谈中，单个语音源只有大约35-45%的时间里是活动的。另外一个优点是统计复用，这样呼叫阻塞是所需平均带宽，而不是峰值带宽的函数。因此在传输控制，计费等方面的可以更灵活。正因为这些优点，因特网语音应用，尤其是IP电话，已经成为“三网合一”大潮中最引人注目的应用之一。
三、软交换技术
随着IP电话技术的发展，通信业内基本上达成了未来电信网络的核心将采用分组交换技术的共识，并且在这种共识之下，针对目前IP电话技术所存在的缺点从技术角度进行了改进，首先是将网关呼叫控制和媒体交换的功能相分离，并最终提出了软交换的概念。软交换技术虽然仍然采用分组网络作为承载网络，但是从技术角度来讲，软交换技术仍然可以看作是交换技术发展的又一个里程碑。传统的电路交换和分组交换网络在每个网络节点上都集中了太多的智能，在电路交换网络中，网络节点不仅要负责呼叫控制，处理所有和呼叫相关的信息，同时还需要负责进行话音通路的建立，同时，在电路交换网络中，许多业务都需要在网络节点上配置相关的业务逻辑，目前许多业务都需要在端局上作数据，这样也制约了业务的及时提供。在以H.323网络为代表的分组交换网络中，如上所述网关设备也需要同时进行呼叫控制和媒体流的建立，分组的处理时延较长并且对网络节点的要求也比较高。软交换技术提出的一个新的概念就是将呼叫控制、承载建立、业务逻辑相分离，各实体之间通过标准的协议进行连接和通信，在网上可更加灵活地提供业务。其中的软交换设备实际上是一个基于软件的分布式交换/控制平台，是实现传统程控交换机“呼叫控制”功能的实体。它将呼叫控制功能从传统的网关中分离出来，公开业务、控制、接入和交换间的协议，从而真正实现多厂家的网络运营环境，并可方便地引入多种业务。
采用软交换技术组建电信网络正在从试验阶段走向商用阶段，国内外的各个运营商都对软交换技术倾注了极大的热情，希望能够利用软交换技术来达到拓展业务种类、增加市场份额的目的。从标准的角度来讲，国内外的标准机构都在加紧制定和软交换技术相关的一系列技术规范，标准上不仅将软交换技术作为固定网络发展的核心技术，而且移动网络也将软交换技术作为未来网络的核心技术。软交换技术从提出、发展到完善和成熟，还需要经历技术的考验和市场的考验。
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