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1、现代交换技术现代交换技术2022/7/19现代交换技术现代交换技术12022/7/19现代交换技术现代交换技术2第一章第一章 概述概述3数据通信原理数据通信原理数据通信原理数据通信原理交换技术交换技术交换技术交换技术2交换技术概述交换技术概述交换技术概述交换技术概述 12022/7/19现代交换技术现代交换技术3第一章第一章 概述概述1.1 1.1 交换技术概述交换技术概述 2022/7/19现代交换技术现代交换技术4交换技术概述交换技术概述 交换技术是随着电话通信的发展和使用交换技术是随着电话通信的发展和使用交换技术是随着电话通信的发展和使用交换技术是随着电话通信的发展和使用而出现的通信技术
2、。而出现的通信技术。而出现的通信技术。而出现的通信技术。2022/7/19现代交换技术现代交换技术5交换技术概述交换技术概述2022/7/19现代交换技术现代交换技术6交换技术概述交换技术概述2022/7/19现代交换技术现代交换技术7通信网络三要素通信网络三要素 现代通信网由三大部分构成：终端设备，传输现代通信网由三大部分构成：终端设备，传输现代通信网由三大部分构成：终端设备，传输现代通信网由三大部分构成：终端设备，传输设备和交换设备。设备和交换设备。设备和交换设备。设备和交换设备。终端设备直接面向用户，主要功能是完成终端设备直接面向用户，主要功能是完成终端设备直接面向用户，主要功能是完成终
3、端设备直接面向用户，主要功能是完成将需要传送的信息转换为线路上可以传输的电将需要传送的信息转换为线路上可以传输的电将需要传送的信息转换为线路上可以传输的电将需要传送的信息转换为线路上可以传输的电信号以及完成相反的工作信号以及完成相反的工作信号以及完成相反的工作信号以及完成相反的工作 传输设备是连接交换机与交换机之间的通传输设备是连接交换机与交换机之间的通传输设备是连接交换机与交换机之间的通传输设备是连接交换机与交换机之间的通信线路，常用的传输媒介包括架空明线、电缆、信线路，常用的传输媒介包括架空明线、电缆、信线路，常用的传输媒介包括架空明线、电缆、信线路，常用的传输媒介包括架空明线、电缆、光缆
4、和无线电波光缆和无线电波光缆和无线电波光缆和无线电波 2022/7/19现代交换技术现代交换技术8通信网络三要素通信网络三要素 交换设备是整个通信网的核心交换设备是整个通信网的核心交换设备是整个通信网的核心交换设备是整个通信网的核心，它的基本它的基本它的基本它的基本功能是实现将连接到交换设备的所有信号进功能是实现将连接到交换设备的所有信号进功能是实现将连接到交换设备的所有信号进功能是实现将连接到交换设备的所有信号进行汇集、转发和分配，从而完成信息的交换行汇集、转发和分配，从而完成信息的交换行汇集、转发和分配，从而完成信息的交换行汇集、转发和分配，从而完成信息的交换 2022/7/19现代交换技
5、术现代交换技术9第一章第一章 概述概述1.2 1.2 交换技术交换技术2022/7/19现代交换技术现代交换技术10交换技术交换技术v基本交换技术基本交换技术v交换技术发展交换技术发展2022/7/19现代交换技术现代交换技术11基本交换技术基本交换技术v 电路交换电路交换v 报文交换报文交换v 分组交换分组交换2022/7/19现代交换技术现代交换技术12电路交换电路交换在通信双方建立一条专用的通信线路的在通信双方建立一条专用的通信线路的交换方式。交换方式。（1）面向连接；）面向连接；（2）固定分配带宽；）固定分配带宽；（3）信息透明传输。）信息透明传输。2022/7/19现代交换技术现代交
6、换技术13 源端将数据封装为报文，发送给相连源端将数据封装为报文，发送给相连的交换节点，交换节点将报文暂存，分析其的交换节点，交换节点将报文暂存，分析其目的地址进行路由选择，并在相应的输出线目的地址进行路由选择，并在相应的输出线上排队，等到输出线空闲时将该报文传送给上排队，等到输出线空闲时将该报文传送给下一个交换节点，直到目的端。下一个交换节点，直到目的端。（1）无连接；）无连接；（2）统计时分复用，动态分配带宽；）统计时分复用，动态分配带宽；（3）差错控制。）差错控制。报文交换报文交换2022/7/19现代交换技术现代交换技术14 发送端先将用户报文分割为多个较短的等长发送端先将用户报文分割
7、为多个较短的等长的数据段，在每个数据段前加上分组头，再采的数据段，在每个数据段前加上分组头，再采用存储转发方式，将分组送到目的端。用存储转发方式，将分组送到目的端。虚电路虚电路 数据报数据报 分组交换分组交换2022/7/19现代交换技术现代交换技术15（1）统计时分复用，动态分配带宽；）统计时分复用，动态分配带宽；（2）完善的网络协议和复杂的差错控制；）完善的网络协议和复杂的差错控制；（3）提供面向连接和无连接。）提供面向连接和无连接。分组交换分组交换2022/7/19现代交换技术现代交换技术1612342134123431422413虚电路方式虚电路方式2022/7/19现代交换技术现代交
8、换技术17数据报方式数据报方式32141234142314322022/7/19现代交换技术现代交换技术18虚电路和数据报的比较虚电路和数据报的比较A虚电路：面向连接虚电路：面向连接 数据报：无连接数据报：无连接B虚电路：分组头可以只含虚电路标识虚电路：分组头可以只含虚电路标识 数据报：分组头含完整的地址信息数据报：分组头含完整的地址信息2022/7/19现代交换技术现代交换技术19虚电路和数据报的比较虚电路和数据报的比较C虚电路：分组到达目的端时，顺序保持不变虚电路：分组到达目的端时，顺序保持不变 数据报：分组到达目的端时，顺序可能变化数据报：分组到达目的端时，顺序可能变化D虚电路：若线路故
9、障，需要重新建立连接虚电路：若线路故障，需要重新建立连接 数据报：若线路故障，可灵活选择路由数据报：若线路故障，可灵活选择路由2022/7/19现代交换技术现代交换技术20三种交换方式的比较三种交换方式的比较2022/7/19现代交换技术现代交换技术21交换交换发展交换交换发展v 多速率电路交换多速率电路交换多速率电路交换多速率电路交换v快速电路交换快速电路交换快速电路交换快速电路交换v帧中继帧中继帧中继帧中继v快速分组交换快速分组交换快速分组交换快速分组交换v异步传递模式异步传递模式异步传递模式异步传递模式vIPIP交换交换交换交换vMPLSMPLSv光交换技术光交换技术光交换技术光交换技术
10、v软交换技术软交换技术软交换技术软交换技术2022/7/19现代交换技术现代交换技术22多速率电路交换多速率电路交换 多速率电路交换的基本思想是采用电路交多速率电路交换的基本思想是采用电路交换中时分复用换中时分复用TDM原理，允许同时以多种不原理，允许同时以多种不同速率来进行电路交换，以支持各种速率的同速率来进行电路交换，以支持各种速率的业务业务 完全多速率电路交换完全多速率电路交换改进型多速率交换改进型多速率交换 2022/7/19现代交换技术现代交换技术23快速电路交换快速电路交换 在呼叫建立时，用户根据业务要求请求在呼叫建立时，用户根据业务要求请求一个带宽为基本速率的整数倍的连接。此一个
11、带宽为基本速率的整数倍的连接。此时网络并不分配资源，而是将通信所需要时网络并不分配资源，而是将通信所需要的带宽、目的地址信息等存入交换机中，的带宽、目的地址信息等存入交换机中，并在信令信道中分配一个头标志来表示这并在信令信道中分配一个头标志来表示这个连接，当用户发送信息时，交换机根据个连接，当用户发送信息时，交换机根据头标志来迅速分配资源完成信息传送。头标志来迅速分配资源完成信息传送。2022/7/19现代交换技术现代交换技术24帧中继帧中继 帧中继包括帧中继包括OSI/RM的下两层结构，在的下两层结构，在数据链路层上使用简化的方式传送和交换数数据链路层上使用简化的方式传送和交换数据单元，没有
12、第三层结构。据单元，没有第三层结构。帧中继网络交换节点不具有流量控制和帧中继网络交换节点不具有流量控制和差错控制的功能，仅执行基于差错控制的功能，仅执行基于CRC的差错检的差错检查功能，以便丢弃出错的帧查功能，以便丢弃出错的帧 2022/7/19现代交换技术现代交换技术25快速分组交换快速分组交换 快速分组交换对于帧中继技术进一步简快速分组交换对于帧中继技术进一步简化和改进获得了更高的传送速率，具有更高化和改进获得了更高的传送速率，具有更高的效率，能够适应不同业务的要求。的效率，能够适应不同业务的要求。欧洲：异步时分复用欧洲：异步时分复用(Asynchronous Time Division，
13、ATD)美国：快速分组交换美国：快速分组交换(Fast Packet Switching，FCS)CCITT：异步传递模式：异步传递模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)。2022/7/19现代交换技术现代交换技术26异步传递模式异步传递模式v采用了面向连接的工作方式采用了面向连接的工作方式采用了面向连接的工作方式采用了面向连接的工作方式 v网络功能进一步简化网络功能进一步简化网络功能进一步简化网络功能进一步简化 vATMATM信元头功能降低信元头功能降低信元头功能降低信元头功能降低 v信元长度较短且长度固定信元长度较短且长度固定信元长度较短且长度固定信元长度较短
14、且长度固定 2022/7/19现代交换技术现代交换技术27IPIP交换交换 改变传统路由器转发改变传统路由器转发IP数据包的处理数据包的处理过程，使得路由器可以按照交换速率转过程，使得路由器可以按照交换速率转发发IP数据包，也就是使用硬件实现数据包，也就是使用硬件实现IP报文报文的转发，做到了线速转发的转发，做到了线速转发2022/7/19现代交换技术现代交换技术28多协议标签交换技术多协议标签交换技术 多协议标签交换技术是将二层多协议标签交换技术是将二层ATM交换交换与三层的与三层的IP路由技术的优点结合起来的一路由技术的优点结合起来的一种数据传输技术，它既有种数据传输技术，它既有IP的灵活
15、性，又的灵活性，又具有具有ATM的高效性，可以向用户提供不同的高效性，可以向用户提供不同服务类型的同时又可以保证服务质量。服务类型的同时又可以保证服务质量。MPLS被认为是公共骨干网上最适用的被认为是公共骨干网上最适用的技术方案。技术方案。2022/7/19现代交换技术现代交换技术29光交换技术光交换技术 光交换是指不经过任何光光交换是指不经过任何光/电、电电、电/光转换，光转换，在光域直接将输入的光信号交换到不同的输在光域直接将输入的光信号交换到不同的输出端。出端。通信网可以直接在光域实现信号的复用、通信网可以直接在光域实现信号的复用、传输、交换、路由选择、监控，网络信号不传输、交换、路由选
16、择、监控，网络信号不再承受光再承受光/电、电电、电/光转换的障碍，实现全光光转换的障碍，实现全光网络。网络。2022/7/19现代交换技术现代交换技术30软交换技术软交换技术 NGN实现了将网络中的业务功能与实现了将网络中的业务功能与控制功能分开，而软交换是控制功能分开，而软交换是NGN中的中的关键技术，位于关键技术，位于NGN的控制层，实现的控制层，实现了控制功能，而业务功能由业务层设备了控制功能，而业务功能由业务层设备完成，完成，NGN的另外两层分别是承载层的另外两层分别是承载层和接入层，分别完成了信息传输和用户和接入层，分别完成了信息传输和用户终端接入的功能。终端接入的功能。2022/7/19现代交换技术现代交换技术31第一章第一章 概述概述1.3 1.3 数据通信原理数据通信原理2022/7/19现代交换技术现代交换技术32数据通信原理数据通信原理v网络体系结构网络体系结构v差错控制与流量控制差错控制与流量控制v网络拓扑网络拓扑2022/7/19现代交换技术现代交换技术33网络体系结构网络体系结构v分层次的网络体系结构分层次的网络体系结构vOSI协议的体系结构协议的体系结构20
