分組交換（packed switching）也稱為包交換（packet switching），同樣也屬于存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)。分組交換網(wǎng)的出現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代電信時(shí)代的開始。分組交換技術(shù)的出現(xiàn)克服了報(bào)文交換中傳輸延遲大的問(wèn)題。由于分組具有統(tǒng)一的格式、長(zhǎng)度較短并且長(zhǎng)度限定在一定范圍內(nèi)，便于在中間節(jié)點(diǎn)設(shè)備（如路由器）上存儲(chǔ)并處理，分組在中間交換設(shè)備的主存儲(chǔ)器中停留很短的時(shí)間，一旦確定了新的路由，就很快轉(zhuǎn)發(fā)到以下一個(gè)節(jié)點(diǎn)或用戶終端，因此能夠滿足大多數(shù)通信用戶對(duì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性的要求。三種交換方式的原理如圖所示。
1. 分組交換過(guò)程
分組交換技術(shù)在報(bào)文交換的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一些改進(jìn)。在發(fā)送端，把要發(fā)送的數(shù)據(jù)劃分為長(zhǎng)度固定的數(shù)據(jù)段，每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面加上頭部信息組成一個(gè)完整的“分組”，每個(gè)分組獨(dú)立進(jìn)行尋找路徑和傳輸，利用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式，將各個(gè)分組傳輸?shù)侥康牡?。分組頭部包含目的地址、源地址以及其他附加信息。當(dāng)一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃蟹纸M都到達(dá)接收方時(shí)，接收方再將所有分組重組為原來(lái)的數(shù)據(jù)。分組交換網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖2-19所示。
2. 分組交換的特點(diǎn)
與電路交換和報(bào)文交換相比，分組交換具有以下三個(gè)特點(diǎn)。
（1）、分組具有統(tǒng)一的格式、長(zhǎng)度較短并且長(zhǎng)度限定在一定范圍內(nèi)。
（2）、分組是暫時(shí)保存在節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存中，而不是被保存在節(jié)點(diǎn)的外存中，交換速率高。
（3）、分組交換采用的是動(dòng)態(tài)分配信道的策略，能充分利用鏈路的帶寬。節(jié)點(diǎn)和鏈路的使用為共享方式，極大地提高了通信線路的利用率。
分組交換的缺點(diǎn)是各分組在中間節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，會(huì)造成一定的時(shí)延；分組必須攜帶源地址、目的地址等頭部信息，增加了開銷；分組交換網(wǎng)的管理和控制比較復(fù)雜等。為了保證通信子網(wǎng)傳輸?shù)目煽啃?，分組交換過(guò)程通過(guò)協(xié)議等采取了一些專門的措施，以保障分組交換具有高效、靈活、迅速、可靠的性能。
3. 分組交換的兩種工作方式
分組交換技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的工作方式可分為數(shù)據(jù)報(bào)（data gram）和虛電路方式（virtual circuit）兩種。
（1）數(shù)據(jù)報(bào)
在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間不需要預(yù)先在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立“線路連接”。源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都攜帶一個(gè)完整的包含地址等信息的頭部，每個(gè)分組都可以獨(dú)立地選擇一條傳輸路徑。因?yàn)槊總€(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是通過(guò)不同的傳輸路徑到達(dá)目的主機(jī)，因此各個(gè)分組不能保證按順序到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，有些還可能會(huì)丟失，必須在頭部信息中加入分組的序號(hào)信息。數(shù)據(jù)報(bào)方式的工作原理如圖2-20所示。
（2）虛電路方式
虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報(bào)方式與線路方式結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)交換效果。虛電路方式在分組發(fā)送之前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連接的虛電路。虛電路交換方式的工作過(guò)程如圖2-21所示。虛電路方式整個(gè)通信過(guò)程分為以下3個(gè)階段：
虛電路建立階段；
數(shù)據(jù)傳輸階段；
虛電路拆除階段 。
4. 分組交換技術(shù)實(shí)例
（1）x.25分組交換網(wǎng)
x.25分組網(wǎng)是一種采用分組交換方式的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，屬于廣域網(wǎng)，它所提供的功能相當(dāng)于iso/osi參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層功能。x.25建議是指在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上，以分組方式進(jìn)行操作的dte和dce之間的接口。
（2）幀中繼
為了給用戶提供高質(zhì)量、低費(fèi)用的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，20世紀(jì)90年代推出了一種新型的wan技術(shù)：幀中繼（frame relay）。幀中繼實(shí)質(zhì)上是由x.25分組交換技術(shù)演化而來(lái)的。他繼承了x.25的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)簡(jiǎn)化了大量的網(wǎng)絡(luò)功能，將流量控制、差錯(cuò)處理等功能交移給用戶終端或本地節(jié)點(diǎn)來(lái)完成，因此減少了網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，降低了通信費(fèi)用。
（3）atm
atm是一種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在美國(guó)被稱為異步時(shí)分復(fù)用（asynchronous time division，atd）技術(shù)，在歐洲被稱為異步傳輸模式（asynchronous transfer mode，atm）。異步傳輸模式，就是建立在電路交換和分組交換的基礎(chǔ)上的一種面向連接的快速分組交換技術(shù)，它采用定長(zhǎng)分組作為傳輸和交換的單位，在atm中這種定長(zhǎng)分組稱為信元。每個(gè)信元長(zhǎng)度為53個(gè)字節(jié)，其中信元頭部為5個(gè)字節(jié)，信元數(shù)據(jù)部分為48個(gè)字節(jié)。