交换机的基本结构和功能
程控交换机简介讲解
程控交换机简介、工程设计学生：何培尧易添财内容摘要：自从1876年贝尔发明电话以来，为适应多个用户之间电话交换的要求，出现了多种类型的交换机，而在电话交换机中引入了计算机控制技术就是交换技术发展中具有重大意义的转折点。
就此，这种属于全电子类型，采用程序控制方式的存储程序控制交换机暨程控交换机登上了时代的大舞台。
程控交换机是目前自动电话交换机最先进的一种,现代电话交换已经全部采用了程控交换。
本文主要介绍了程控交换机的发展、分类、基本组成和程控交换工程设计。
关键词：程控交换机全电子存储程序控制目录前言 (1)1 程控交换机的发展 (1)1.1 交换机的演进过程 (1)1.2 程控交换机的发展 (2)1.2.1 程控交换机中话路网的发展 (2)1.2.2 程控交换机中控制方式的发展 (2)1.2.3 程序软件的发展 (2)1.2.4 接入业务的发展 (2)2程控交换机的基本构成 (3)2.1 外围接口单元 (3)2.1.1用户线接口电路 (3)2.2 交换网络 (4)2.3 控制系统 (4)2.4 信令系统 (4)2.4.1 用户线信令 (5)2.4.2 局间信令 (5)2.5 出入中继器 (5)3 程控交换机的工程设计 (6)3.1 系统设计 (6)3.2 机房设计 (6)3.3 电源设计 (6)3.3.1 要求 (6)3.3.2 措施 (7)附录1：电话接续的基本信令流程 (8)附录2：程控交换机的基本结构图 (9)附录3：交换机与用户之间的连接网络 (10)参考文献： (11)程控交换机简介、工程设计前言人工交换的效率太低，不能满足大规模部署电话的需要。
随着半导体技术的发展和开关电路技术的成熟，人们发现可以利用电子技术替代人工交换。
电话终端用户只要向电子设备发送一串电信号，电子设备就可以根据预先设定的程序，将请求方和被请求方的电路接通，并且独占此电路，不会与第三方共享（当然，由于设计缺陷的缘故，可能会出现多人共享电路的情况，也就是俗称的“串线”）。
程控交换机原理简介
程控交换机程控交换机的基本原理它是程序控制的，由时分复用网络进行物理上的电路交换的一种电话接续交换设备。
结构有很多种，常见的有集中控制、分散控制或两者结合。
技术指标有很多，BHCA/呼损接通率，无故障间隔时间等。
一、电话交换机就控制方式而论,主要分两大类:1.布线逻辑控制(WLC,Wired Logic Control)它是通过布线方式实现交换机的逻辑控制功能,.通常这种交换机仍使用机电接线器而将控制部分更新成电子器件,因此称它为布控半电子式交换机,这种交换机相对于机电交换机来说,虽然在器件与技术上向电子化迈进了一大步,但它基本上继承与保留了纵横制交换机布控方式的弊端,体积大,业务与维护功能低,缺乏灵活性,因此它只是机电式向电子式演变历程中的过度性产物.2.存储程序控制(SPC,Stored Program Control)它是将用户的信息和交换机的控制,维护管理功能预先变成程序,存储到计算机的存储器内.当交换机工作时,控制部分自动监测用户的状态变化和所拨号码,并根据要求执行程序,从而完成各种交换功能.通常这种交换机属于全电子型,采用程序控制方式,因此称为存储程序控制交换机,或简称为程控交换机.程控交换机按用途可分为市话，长话和用户交换机；按接续方式可分为空分和时分交换机。
程控交换机按信息传送方式可分为：模拟交换机和数字交换机。
由于程控空分交换机的接续网络(或交换网络)采用空分接线器(或交叉点开关阵列)，且在话路部分中一般传送和交换的是模拟话音信号，因而习惯称为程控模拟交换机，这种交换机不需进行话音的模数转换(编解码),用户电路简单，因而成本低，目前主要用作小容量模拟用户交换机。
程控时分交换机一般在话路部分中传送和交换的是模拟话音信号，因而习惯称为程控数字交换机，随着数字通信与脉冲编码调制(PCM)技术的迅速发展和广泛应用，世界各先进国家自60年代开始以极大的热情竞相研制数字程控交换机，经过艰苦的努力，法国首先于1970年在拉尼翁(Lanion)成功开通了世界上第一个程控数字交换系统E10,它标志着交换技术从传统的模拟交换进入数字交换时代。
交换机及配置方法
项配置状态（如：端口配置、VLAN配置）等， 具体配置命令在实验中有详细介绍。
全局配置模式的提示符：交换机名（config)#
操作技巧：
•不管在任何模式，按esc键可返回上一级模式，
按Ctrl+z可返回特权用户模式
•按？键可以列出当前可输入的项目
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•按Tab键可补全当前单词
普通用户模式的提示符：交换机名>
（2）、特权用户模式：在普通用户模式下输入enable 命令即可进入特权用户模式，在该模式下我们可以查 看交换机的配置信息和调试信息，进入全局配置模 式模式，保存或删除配置文件等等。
特权用户模式的提示符：交换机名#
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（3）、全局配置模式：在特权用户模式下输入 configure terminal命令即可进入全局配置模式， 在该模式下主要完成全局参数的配置，如设置
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（2）基本操作命令 修改交换机名：
switch(config)#hostname SA SA(config)#
更改Enable密码：
SA(config)#enable password ******
保存当前配置文件
SA#write
删除配置文件
SA#erase startup-config
重新启动交换机
SA#reload
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（3）端口配置命令 端口配置的主要内容有：
配置端口交换速率（10M、100M、1000M和auto） 设置端口工作模式（分full、 half 、和auto） 设置端口描述
switch(config)#interface fa0/1 *进入端口1 switch(config-if)#speed 100 *设置端口速率为100M switch(config-if)#duplex full *设置为全双工工作模式 switch(config-if)#description port1 *端口描述为port1
程控交换机PPT课件
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• 模拟用户电路的功能可归纳为以下BORSCHT七个功能：
B（Battery feeding）馈电
O（Overvoltage protection）过压保护
R（Ringing control）振铃控制
S（Supervision）监视
C（CODEC & filters）编译码和滤波
用户模块结构
微 处理 机
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各部分功能 交换网络：集中（或分散）话务量。
信号提取和插入电路：把处理机通信信息从信息流中提取出来（或插入）。
网络接口：实现和选组级数字交换网络的接口。
扫描存储器：暂存从用户电路读取的信息。
分配存储器：暂存向用户电路发出的命令信息。
用户电路：实现与用户间的接口。
用户处理机：控制用户模块完成通信功能。
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5.3 接口设备
• 接口设备是数字程控交换机与外围环境的接口，其功能是完成外部信号 与交换机内部信号的转换。数字程控交换机的接口设备主要有用户电路、 中继电路和信令收发设备。
5.3.1 数字程控交换机的接口类型
图5.4表明了数字程控交换机的各种接口.
V类和Z类接口是数字程控交换机用户侧接口，A类、B类
• V2：是连接数字远端模块的接口。
• V3：连接数字PABX的接口，为ISDN的基群速率接口
（30B+D）。
• V4：是支持多个2B+D终端接入的接口。
• V5：是接入网第一个标准化的接口，支持n条E1的接入
（ 2021/4/16 1≤n≤16），V5接口包括V5.1接口和V5.2接口。
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（2）Z接口：
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现代交换技术复习题各种整理
一 、填空题：1. 交换机的硬件系统由用户电路、中继器、交换机的硬件系统由用户电路、中继器、 、 和 这几部分组成。
这几部分组成。
2. 基于容量分担的分散控制方式的交换机主要由基于容量分担的分散控制方式的交换机主要由 、 和管理模块三部分组成。
3. 设S 接线器有8条输入复用线和8条输出复用线，复用线的复用度为256。
则该S 接线器的控制存贮器有制存贮器有 组，每组控制存储器的存储单元数有组，每组控制存储器的存储单元数有 个。
个。
4. 通过多个T 单元的复接，可以扩展T 接线器的容量。
利用利用 个 256×256×256256的T 接线器可以得到一个512×512×512512的T 接线器。
接线器。
5. 设某个中继群的完成话务量为5，每条中继线的平均占用时间为120秒，则该中继群的平均同时占用数为时占用数为 ，该中继群的各中继线在一小时时间中占用时间的总和为 小时，该中继群在120秒内的平均占用次数为秒内的平均占用次数为 次。
次。
6. Um 接口中的逻辑信道分为业务信道和控制信道两大类，接口中的逻辑信道分为业务信道和控制信道两大类， 用于传送编码后的话音或数据信息。
控制信道（CCH ）可分为广播信道、）可分为广播信道、 和专用控制信道。
和专用控制信道。
7. 数据通信的特点是数据通信的特点是 ，对差错敏感，对时延不敏感。
由于数据通信的这些特点，数据通信主要采用通信主要采用 交换技术。
交换技术。
8. No.7信令系统的第二功能级中，规定了三种类型的信令单元：_____、_____和填充信令单元。
和填充信令单元。
9. 下一代网络是业务驱动的网络，应实现业务控制与下一代网络是业务驱动的网络，应实现业务控制与 分离、呼叫与分离、呼叫与 分离。
分离。
10.在A T M 的UNI 接口上，一条传输通道最多可以包含接口上，一条传输通道最多可以包含 个虚通道VP ，在一条VP 中最多可以包含多可以包含 条虚信道VC 。
ATM交换技术
2. 软件要求 (1) 软件结构 ATM交换机的软件保证系统的正常工作及VP/V
C业务的操作与实现。
§7.3 ATM交换机
三、ATM交换机软、硬件要求 2. 软件要求 (1) 软件结构 ATM交换机的软件保证系统的正常工作及VP/V
§7.3 ATM交换机
三、ATM交换机软、硬件要求 2. 软件要求 (4) 软件功能要求 ①灵活快速的呼叫处理、流量控制、资源分配能
力；②有完善的计费处理功能及费率变更功能；③具 有网管子系统及处理相应业务的功能，要求有路由变 更功能；④具有对各种硬件测试的功能；⑤有故障监 视、告警、诊断、定位和处理功能；⑥具有完善、方 便的人机通信和设备维护功能。
ch7 ATM技术
§7.3 ATM交换机
一、ATM交换机的功能
①连接功能，包括终接功能和交换功能。
②控制功能，控制业务和虚连接，具有信令、路
由选择和连接、资源分配处理等功能。
③操作、维护、监视、测量和网络管理功能。
二、ATM交换机的组成 ATM交换机由硬件系统和软件系统组成。根据应
用场合不同可分为ATM公用网交换机和ATM专用网
③支持不同的承载能力；④支持不同的业务流量特性； ⑤支持一次呼叫建立多个连接。
§7.2 ATM交换原理
五、ATM信令 2. ATM信令的体系结构
DSS2 SAAL ATM 物理层
B-ISUP MTP-3B
SAAL ATM 物理层
路由标记 消息类型编码 消息兼容性信息
消息长度 消息内容
(a) UNI信令
程控数字交换机基本结构
4.3.1程控数字交换机的接口
（5）编译码和滤波 把模拟信号转换为数字信号的过程称为编 码，把数字信号转换为模拟信号的过程称 为译码编译码合称为CODEC。 编译码和滤波功能不可分，
一般应该在编码之前进行带通(300～3400Hz) 滤波，以满足比奈奎斯特取样定理。 而在译码器端对译码器输出的抽样阶梯信号需 要经过低通滤波器滤波，以平滑信号的波形， 使其恢复为原来的话音信号。如图4-18所示
4.3.1程控数字交换机的接口
用户电路的功能一般可归纳为七项，常用 表示其功能的英语的第一个字母表示，即 BORSCHT。这七项功能的含义是：
馈电：B（Battery feeding） 过压保护：O（Over voltage protection） 振铃：R（Ringing） 监视：S（Supetvision） 编译码和滤波：C（CODEC and Filters） 混合电路：H（Hybrid circuit） 测试：T（Testing）
在传统的通信设备中采用混合线圈来完成这一功能随着集成电路技术的发展目前的交换机则较多的采用具有更好功能特性的集成电路来实现因而称作混合电图419混合编译码和滤波功能示意图431程控数字交换机的接口7测试交换机在运行过程中可能会出现各种用户不能完成正常通信的故障这种故障可能是局内设备的故障也可能是用户线或用户终端等局外设备的故障为了判别故障位置以便及时修复每个用户电路与用户线连接的接口处都设置一测试入口
本节主要对程控交换机的外部接口进行介 绍。
4.3.1程控数字交换机的接口
根据所连设备的性质及信号传输形式，程 控数字交换机的外部接口分为数字接口和 模拟接口，所以程控交换机的外部接口大 致可分为如下四种：
网络设备配置与管理：路由器、交换机与防火墙
• 监控网络流量
02
路由器配置与管理
路由器的硬件与软件结构
硬件结构
软件结构
• 处理器：负责数据处理和路由计算
• 操作系统：如Linux、Windows等
• 内存：存储路由表和配置信息
• 路由协议：如OSPF、BGP等
• 接口：包括有线接口和无线接口
• 配置文件：存储设备配置信息
• 电源：提供设备电力供应
• 开启远程管理功能
• 设置日志记录和监控
防火墙的高级配置与策略制定
01
02
高级配置
策略制定
• 配置入侵检测和防御系统
• 制定访问控制策略
（IDS/IPS）
• 实现数据加密和身份验证
• 实现虚拟专用网络（VPN）
• 定期审查和更新防火墙策略
• 配置内容过滤和应用程序控制
05
网络设备故障排除与性能优化
网络设备故障排除的基本方法
方法一：使用
设备自带的诊
断工具
方法二：使用
网络管理工具
方法三：查阅
设备的技术文
档和故障排除
指南
01
02
03
• 查看设备状态和日志信息
• 监控网络设备的状态和性能
• 了解设备的硬件和软件信息
• 进行设备自检和恢复
• 进行配置备份和恢复
• 按照故障排除指南进行操作
网络设备的性能优化策略
• 配置静态路由和动态路由协议
• 配置VLAN和QoS服务
• 实现VPN和负载均衡
• 实现链路聚合和冗余链路
• 设置防火墙规则和安全策略
• 设置端口安全和流量控制
交换机配置与管理案例分析
案例一：企业网核心交换机的配置
交换机的工作原理
交换机的工作原理1、的交换机拥有许多,每个端口有自己的专用,并且可以连接不同的;交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的,这就大大提高了信息吞吐量;为了进一步提高性能,每个端口还可以只连接一个设备;为了实现交换机之间的互连或与高档的连接,一般拥有一个或几个高速端口,如100MB以太网端口、FDDI端口或155MB ATM端口,从而保证整个网络的;2、的通过共享局域网的用户不仅是共享带宽,而且是竞争带宽;可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少,甚至被迫等待,因而也就耽误了通信和;利用交换机的网络微分段技术,可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段,减少竞争带宽的用户数量,增加每个用户的可用带宽,从而缓解共享网络的拥挤状况;由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽,能保护用户以前在方面的投资,并提供良好的,因此交换机不但是的理想替代物,而且是集线器的理想替代物;与网桥和集线器相比,交换机从下面几方面改进了性能：1通过支持并行通信,提高了交换机的信息吞吐量;2将传统的一个大局域网上的用户分成若干,每个端口连接一台设备或连接一个工作组,有效地解决拥挤现像;这种方法人们称之为网络微分段Micro一segmentation技术;3虚拟网VirtuaI LAN技术的出现,给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性;我们将在后面专门介绍虚拟网;4端口密度可以与集线器相媲美,一般的都是有一个或几个服务器,而绝大部分都是普通的;客户机都需要访问服务器,这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能的;交换机就主要从提高连接服务器的端口的以及相应的帧缓冲区的,来提高整个网络的性能,从而满足用户的要求;一些高档的交换机还采用进一步提高端口的带宽;以前的都是采用半双工的工作方式,即当一台发送的时候, 它就不能接收数据包,当接收数据包的时候,就不能发送数据包;由于采用全双工技术,即主机在发送数据包的同时,还可以接收数据包,普通的10M端口就可以变成20M端口,普通的100M 端口就可以变成200M 端口,这样就进一步提高了信息吞吐量;3、交换机的工作原理的交换机上是具有流量控制能力的网桥,即传统的二层交换机;把引入交换机,可以完成,故称为,这是交换机的新进展;交换机二层交换的工作原理交换机和网桥一样,是工作在的联网设备,它的各个端口都具有,每个端口可以连接一个LAN 或一台或服务器,能够通过自学习来了解每个端口的设备连接情况;所有端口由专用处理器进行控制,并经过控制管理总线转发信息;同时可以用专门的进行集中管理; 除此之外,交换机为了提高数据交换的速度和,一般支持多种方式;1存储转发：所有网桥都使用这种方法;它们在将发柱之前,要把收到的帧完全存储在的中,对其检验后再发往其他端口,这样其延时等于接收一个完整的数据帧的时间及处理时间的总和;如果很长时,会导致严重的性能问题,但这种方法可以过滤掉错误的数据帧;2切入法：这种方法只检验数据帧的地址,这使得数据帧几乎马上就可以传出去,从而大大降低延时;其缺点是：错误帧也会被传出去;错误帧的概率较小的情况下,可以采用切入法以提高;而错误帧的概率较大的情况下,可以采用存储转发法／以减少错误帧的重传;4、交换机的配置我们下面以Cisco公司的Catlystl900交换机为例,介绍交换机的一般配置;对一台新的Catlystl900交换机,使用它的缺省配置就可以工作了;这因为它是一种将装在FlashMemory中的硬件设备,当加电时,它首先要进行一系列自检,对所有端口进行测试之后,交换机就处于;这时它的交换表是空的,它可以通过自学习来了解各个端口的设备连接情况,并将设备的 MAC地址记录在交换表中,当有信息交换时,交换机就根据交换表来进行数据转发;但为了便于对它进行网络管理,Catlystl900交换机自己有一个MAC地址,这样就可以为它分配一个和屏蔽码;须通过交换机的串口接一台或仿真终端,才能为它指定一个IP地址,其缺省值是0．0．0．0;指定IP地址以后,网络管理员就可以通过网络进行了;Catlystl900交换机的配置是菜单,缺省配置下,它的所有端口都属于同一个VLAN,很多情况下都不需要作什么修改;1将微机串口通过RS一232与Cata1yst1900的Console口连接,运行仿真终端软件,Catalyst 1900 启动后;2回车后,进入主菜单;3按“S”键,进入系统配置菜单：配置系统名,位置,日期;4在主菜单中按“N”键进入网络管理菜单;5配置IP地置;6配置SNMP参数;5、交换机的交换机是设备,它可将多个LAN网段连接到一个大型网络上,与网络类似交换机传输和溢出也是基于MAC地址的传输;由于交换机是用实现的,因此,传输速度很快;传输数据包时,交换机要么使用存储---转发交换,要么使用断---通交换方式;目前有许多的交换机,其中包括,LAN交换机和不同类型的WAN交换机;ATM交换机ATMAsynchronous Transfer Mode交换机为工作组,中枢以及其它众多领域提供了高速交换信息和可伸缩带宽的能力;ATM交换机支持,视频和数据应用,并可用来交换固定的信息单位有时也称元素;企业网络是通过ATM中枢连接多个LAN组成的;局域网交换机LAN交换机用于多LAN网段的相互连接,它在网络设备之间进行专用的无冲突的通信,同时支持多个的对话;LAN交换机主要是用于高速交换数据帧;通过LAN交换机将一个0Mbps以太网与一个100Mbps 以太网互联;交换机原理Ethernet是的意思,历史上使用的是十兆标准,现代基本上是百兆到桌面,千兆做干线;对数据业务量大的多采用千兆到桌面,万兆做干线;交换机和对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域;的一个接口下的网络是一个广播域;所以路由器可以隔离广播域;原理应用交换机是根据网桥的原理发展起来的,学习交换机先认识两个概念:冲突域是数据必然发送到的区域;HUB是无智能的信号,有入必出,整个由HUB组成的网络是一个冲突域;交换机的一个接口下的网络是一个冲突域,所以交换机可以隔离冲突域;广播域广播数据时可以发送到的区域是一个;交换机和对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域;的一个接口下的网络是一个广播域;所以路由器可以隔离广播域;以太网识别标准常见的标准有:10BASE-2 细缆以太网10BASE-5 粗缆以太网10BASE-T星型以太网100BASE-T 快速以太网接线标准星型以太网采用双绞线连接,双绞线是8芯,分四组,两芯一组绞在一起,故称双绞线;8芯双绞线只用其中4芯:1、2、3、6;常见接线方式有两种:568B接线规范: 白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕1 2 3 4 5 6 7 8568A接线规范: 白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕3 6 145 2 7 8将568B的1和3对调,2和6对调,就得到568A;接线方法两边采用相同的接线方式叫做平接,两边采用不同的接线方式叫扭接;不同的设备之间连接,使用平接线;相同的设备连接使用扭接线;电脑、与、交换机连接时使用平接线;这是因为网线中的4条线,一对是输入,一对是输出,输入应该与输出对应;如果将1和3连接,2和6连接,相当于自己的输出送给自己的输入;这样可以使网卡,阻止空接口关闭,而影响有些程序的运行;工作原理地址表表记录了端口下包含的MAC地址;端口地址表是交换机上电后自动建立的,保存在RAM中,并且自动维护;交换机隔离的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的;转发决策交换机的转发决策有三种操作:丢弃、转发和扩散;丢弃:当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃;转发:当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发;扩散:当某端口下的访问未知端口下的主机时要扩散;每个操作都要记录下发包端的MAC地址,以备其它主机的访问;生存期生存期是端口地址列表中表项的寿命;每个表项在建立后开始进行倒记时,每次发送数据都要刷新记时;对于长期不发送数据的主机,其MAC地址的表项在生存期结束时删除;所以端口地址表记录的总是最活跃的主机的MAC地址;4应该说交换机有很多值得学习的地方,这里我们主要介绍交换机结构及组网方式,21世纪10年代以来网络应用越来越广泛,交换机作为网络中的纽带发挥了越来越大的作用;简单的说,交换机就是将它与用户计算机相连就行了,完成各个计算机之间的数据交换;复杂来说,交换机针对在整个网络中的位置而言,一些高层交换机如、网管型的产品,在交换机结构方面就没这么简单了;三层交换机通常,普通的交换机只工作在上,则工作在网络层;而功能强大的可同时工作在数据链路层和网络层,并根据 MAC地址或IP地址转发;但是要注意到三层交换机并不能完全取代路由器,因为它主要是为了实现处于两个不同的Vlan进行通讯,而不是用来作数据传输的复杂路径选择;网管功能一台交换机所支持的管理程度反映了该设备的可管理性与可操作性;带网管功能的交换机可对每个端口的流量进行监测,设置每个端口的速率,关闭/打开端口连接;通过对交换机端口进行监测,便于对网络业务流量的区分和迅速进行定义,提高了网络的可管理性;端口聚合这是一种封装技术,它是一条点到点的链路,链路的两端可以都是交换机,也可以是交换机和,还可以是和交换机或路由器;基于Trunk功能,允许交换机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同时传输以提供更高带宽、更大吞吐量, 大幅度提供整个网络能力;结构级联方式这是最常用的一种组网方式,它通过交换机上的UpLink进行连接;需要注意的是交换机不能无限制级联,超过一定数量的交换机进行级联,最终会引起,导致网络性能严重下降;聚合方式前面我们已接触到的特点,此种方式相当于用多个端口同时进行级联,它提供了更高的互联带宽和线路冗余,使网络具有一定的可靠性;堆叠方式交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式,同时堆叠后的带宽是单一交换机的几十倍;但是,并不是所有的交换机都支持堆叠的,这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠;并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块;最后还要注意同一叠堆中的交换机必须是同一品牌;分层方式这种方式一般应用于比较复杂的交换机结构中,按照功能可划分为:、、核心层;后记作为网络的重要连接设备,交换机在实际使用中相当频繁;对于一般家庭用户而言,比较复杂的应用就是交换机的级联结构了;而三层路由、堆叠等高级应用一般在企业中应用较多;协议术语1网桥协议:BPDUBridge Protocol Data UnitBPDU是交换机间通讯的数据单元,用于确定角色;2网桥号:Bridge ID交换机的标识号,它由优先级和MAC地址组成,优先级16位,MAC地址48位;3根网桥:Root bridge根网桥定义为网桥号最小的交换机,根网桥所有的端口都不会阻塞;4根端口:Root port非根网桥到根网桥累计路径花费最小的端口,负责本网桥与根网桥通讯的接口;5指定网桥:Designated bridge网络中到根网桥累计路径花费最小交换机,负责收发本数据;6指定端口:Designated port网络中到根网桥累计路径花费最小的交换机端口,根网桥每个端口都是指定端口;7非指定端口:NonDesignated port余下的端口是非指定端口,它们不参与数据的转发,也就是被阻塞的端口;根端口是从非根网桥选出,指定端口是网段中选出;的状态:生成树协议工作时,所有端口都要经过一个端口状态的建立过程;生成树协议通过BPDU广播,确定各交换机及其端口的工作状态和角色,交换机上的端口状态分别为:关闭、阻塞、侦听、学习和转发状态;1关闭状态:Disabled 不收发任何报文,当接口或人为关闭时处于关闭状态;2阻塞状态:Blocking 在机器刚启动时,端口是阻塞状态20秒,但接收BPDU信息;3侦听状态:listening 不接收用户数据15秒,收发BPDU,确定网桥及接口角色;4学习状态:learning 不接收用户数据15秒,收发BPDU,进行地址学习;5转发状态:Forwarding 开始收发用户数据,继续收发BPDU和地址学习,维护STP;网络环路是总线或星型结构,不能构成环路,否则会产两个严重后果:1产生,造成网络堵塞;2克隆帧会在各个口出现,造成地址学习记录帧源地址混乱;解决环路问题方案:1网络在设计时,人为的避免产生环路;2使用生成树STPSpanning Tree Protocol功能,将有环的网络剪成无环网络;STP被IEEE802规范为802.1d标准;VLANVirtual Lan是虚拟,交换机通过VLAN设置,可以划分为多个逻辑网络,从而隔离;具有三层模块的交换机可以实现VLAN间的路由;1端口模式交换机端口有两种模式,access和;access口用于与计算机相连,而交换机之间的连接,应该是trunk;交换机端口默认VLAN是VLAN1,工作在access模式;Access口收发数据时,不含VLAN标识;具有相同VLAN号的端口在同一个广播域中;Trunk口收发数据时,包含VLAN标识;Trunk又称为干线,可以设置允许多个VLAN 通过;2VLAN中继协议:VLAN中继协议有两种:ISLInter-Switch Link: ISL是Cisco专用的VLAN中继协议;dot1q:802.1q是标准化的,应用较为普遍;3VTPVTPVlan Trunking Protocol是VLAN,在含有多个交换机的网络中,可以将中心交换机的VLAN信息发送到下级的交换机中;中心交换机设置为VTP Server,下级交换机设置为VTP Client;VTP Client要能学习到VTP Server的VLAN信息,要求在同一个VTP域,并要口令相同;4VLAN共享如果要求某个VLAN与其他VLAN访问,可以设置VLAN共享或主附VLAN;共享模式的VLAN端口,可以成为多个VLAN的成员或同时属于多个VLAN;在主附VLAN结构中,子VLAN与主VLAN可以相互访问,子VLAN间的端口不能互相访问;一般的VLAN间使用不同;主附VLAN中主VLAN和子VLAN使用同一个网络地址;口令恢复交换机的口令恢复的操作是先启动,在交换机上电时按住的mode键.几秒后松手,进入ROM状态,将nvram中的配置文件config.txt改名或删除,再重启;参考命令为:switch:rename flash:config.text flash:config.bakswitch:erase flash:config.text的口令恢复操作先启动超级终端,在路由器上电时按计算机的Ctrl+Break键,进入ROM监控状态rommon>,用配置寄存器命令confreg设置参数值0x2142,跳过配置文件设置口令后再还原为0x2102;参考命令为:rommon>confreg 0x2142routerconfigconfig-register 0x2102没有特权口令无法进入特权状态,只能进入ROM监控状态,使用confreg 0x2142命令;当口令修改完后,可以在特权模式下恢复为使用配置文件状态;三层概念链路层使用MAC地址,完成对帧的操作;交换机的IP地址做管理用,交换机的IP地址实际是VLAN的IP;一个VLAN一个,不同VLAN的主机间访问,相当于网络间的访问,要通过路由实现;不同VLAN间主机的访问有以下几种情况:1两个VLAN分别的两个物理接口;这是的基本应用;2两个VLAN通过接入路由器的一个物理接口,这是应用于的;3使用具有三层交换模块的交换机;Cisco的3550和华为的3526都是基本的;1通过VLAN的IP地址做,实现,要求设置VLAN的IP地址;2将端口设置在三层工作,要求端口设置no switchport,再设置端口的IP地址;通道技术交换机通道技术是将交换机的几个端口捆绑使用,即端口的聚合;使用通道技术一个方面提高了带宽,同时提高了线路的可靠性;但是如果设置不当,有可能产生环路,造成堵塞网络;要聚合的端口要划分到指定的VLAN或;配置三层通道时,先要进入通道,再用no switchport命令关闭二层,设置通道IP 地址;一个通道一般小于8个接口,接口参数应该一致,如工作模式、封装的协议、端口类型;协商方式端口的聚合有两种方式,一种是手动的方式,一个是自动协商的方式;手动的方式很简单,设置端口成员链路两端的模式为"on";命令格式为:channel-group <number> mode on自动方式有两种类型:PAgPPort Aggregation Protocol和LACPLink aggregation Control Protocol;PAgP:Cisco设备的协议,有auto和desirable两种模式;auto模式在协商中只收不发,desirable模式的端口收发协商的;LACP:标准的端口聚合协议802.3ad,有active和passive两种模式;active相当于PAgP的auto,而passive相当于PAgP的desirable;负载平衡通道端口间的负载平衡有两种方式,基于源MAC的转发和基于目的MAC的转发;scr-mac:源MAC地址相同的使用同一个;dst-mac:目的MAC地址相同的数据帧使用同一个端口转发;四层技术随着宽带的普及,各种网络应用的深入,我们的局域网络正在承担着繁重的业务流量;网络系统中的音频、视频、数据等信息的传输量充斥着占用带宽,我们不得不为这些数据流量提供差别化的服务,让时延敏感性的和重要的数据优先通过,这就不得不考虑,以满足基于策略调度、QoSQuality of Service:服务质量以及安全服务的需求;区别第二层交换实现局域网内主机间的快速信息交流,第可以说是交换技术与的完美结合,而第四层交换技术则可以为网络应用资源提供最优分配,实现应用服务服务质量、及安全控制;四层交换并不是要取代谁,其实2013年径渭分明的二层交换和三层交换已融入四层交换技术;,是根据第二层的MAC地址和来完成端到端的数据交换的;第二层交换机只须识别中的MAC地址,而直接根据MAC地址转发,非常便于采用ASIC专用芯片实现;第二层交换的解决方案,是一个"处处交换"的方案,虽然该方案也能划分、限制广播、建立VLAN,但它的控制能力较小、灵活性不够,也无法控制流量,缺乏路由功能;,是根据第三层的网络层IP地址来完成端到端的数据交换的,主要应用于不同VLAN子网间的路由;当某一信息源的第一个进行第路由后,交换机会产生一个MAC地址与IP地址的映射表,并将该表存储起来,如同一信息源的后续数据流再次进入交换机,交换机将根据第一次产生并保存的表,直接从第二层由源地址传输到目的地址,不再经过第三路由系统处理,提高了的转发效率,解决了VLAN间传输信息时传统产生的速率瓶颈;不仅可以完成端到端交换,还能根据端口的应用特点,确定或限制它的交换流量;简单地说,第四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的,是一类基于应用层的用户应用交换需求的新型;第四层交换机支持TCP/UDP第四层以下的所有协议,可根据TCP/UDP来区分数据包的应用类型,从而实现应用层的和服务质量保证;可以查看第三层数据包头源地址和目的地址的内容,可以通过基于观察到的信息采取相应的动作,实现带宽分配、故障诊断和对TCP/IP应用程序进行访问控制的关键功能;通过任务分配和优化网络,并提供详细的流量统计信息和记帐信息,从而在应用的层级上解决、网络安全和网络管理等问题,使网络具有智能和可管理;技术简介OSI网络参考模型的第四层是传输层;传输层负责,即在网络源和目标系统之间协调通信;在IP协议栈中这是TCP传输控制协议和UDP所在的协议层;TCP和UDP包含,它可以唯一区分每个包含哪些应用协议例如HTTP、FTP、telnet等等;TCP/UDP 端口号提供的附加信息可以为所利用,四层交换机利用这种信息来区分包中的数据,这是第四层交换的基础功能介绍1.数据包过滤:在传统上,采用第四层信息端口号去定义过滤规则;四层交换也借用了控制列表的概念,但和基于软件的路由器不一样,第四层交换是在ASIC专用高速芯片中实现的,从而使过滤控制可以线速进行;2.服务质量:TCP/UDP第四层信息还可以用于建立应用通信的优先级;允许用基于应用来区分优先级,设置,确保重要的流量如:VOIP、视频在得到最快的处理,使紧急应用获得网络的高级别服务;3.:第四层交换负载均衡的原理,就是按照IP地址和TCP端口进行虚拟连接的交换,直接将发送到目的计算机的相应端口中;具备第四层交换能力的交换机,能作为一个硬件,完成服务器的负载均衡;由于第四层交换基于硬件芯片,因此性能非常优秀,尤其是对于网络传输的速度,交换的速度远远超过普通的数据包转发;采用设备,所有的集群通过第四层交换机与外部Internet相连,外部客户防问服务器时通过第四层交换机动态分配服务器,实现动态,当其中一台服务器出现故障时,由交换机动态将所有流量分配到集群中的其他主机上,这类只适合在大型流量大的服务器;4.主机备用连接:主机备用连接为端口设备提供了冗余连接,从而在交换机发生故障时有效保护系统,这种服务允许定义主备交换机,同定义一样,它们有相同的配置参数;由于共享相同的MAC地址,备份交换机接收和主单元全部一样的数据;这使得备份交换机能够监视主交换机服务的通信内容;主交换机持续地通知备份交换机第四层的有关数据、MAC数据以及它的电源状况;主交换机失败时,备份交换机就会自动接管,不会中断对话或连接;5.统计与报告:通过查询第四层,第四层交换机能够提供更详细的统计记录;因为管理员可以收集到更详细的哪一个IP地址在进行通信的信息,甚至可根据通信中涉及到哪一个应用层服务来收集通信信息;当服务器支持多个服务时,这些统计对于考察服务器上每个应用的负载尤其有效;增加的统计服务对于使用交换机的服务器服务连接同样十分有用;包含详尽的实时报告和历史纪录报告,全面的报告功能为管理员提供了对带宽资源的充分掌握,从而使企业可以作出更合适的业务决策;在业界有一通用的名字叫做"应用交换机",比较有名的有如下几款:美国的F5公司的BIG-IP 2400系列链路应用交换机可实定制,流量优先级安排,基于政策的流量引导,来源、目的地和应用交换;Radware公司的Web Server Director应用交换机可保障服务器群的完全可用性、优化运行以及完备的安全性,从而保证网络和数据中心范围内的应用能获得高度可靠性和性能;美国Foundry公司 ServerIronGT-C2404F应用交换机可实现全局服务器,高性能VPN/防火墙负载均衡,透明缓存交换,,防DoS攻击保护服务器;总结随着网络信息系统由小型到中型到大型的发展趋势,交换技术也由原来最初的基于MAC地址的交换,发展到基于IP地址的交换,进一步发展到基于IP+端口的交换,本文对第四层交换技术作了一个比较全面的介绍,如今也有产品更提出了第七层交换基于内容的交换;可见,网络交换技术的不断发展使得原来由基于数据的交换变成了基于应用的交换,不仅提高了网络的访问速度,而且不断地优化了网络的整体性能;。
第3章 数字程控交换机的系统结构
3.3.3 存储器
中央控制系统中的存储器一般可划分为两个区域：数据存储 器和程序存储器。数据存储器也称暂时存储器，用来暂存呼 叫处理中的大量动态数据，可以写入和读出。
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3.4 数字程控交换机的常用外围设备
3.4.1 电话机
电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒 介来传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信，最简 单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。 1. 当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动激励 空气振动，形成声波。 2. 声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。 3. 话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内， 4. 而受话器作用与送话器刚好相反，把电流转化为声波，通 过空气传至人的耳朵中。 以上就完成了最简单的通话过程。
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3.4 数字程控交换机的常用外围设备
2. CAS检测电路
3.3 数字程控交换机的控制系统
2. 话务分担工作方式 话务分担工作方式的两台处理机各自配备一个存储器，在两 台处 理机之间有互相交换信息的通路和一个禁止设备，如图 3-5所示。 3. 主/备用方式 这种方式的两台处理机，一台为主用机，另一台为备用机， 如图3-6所示。主用机发生故障时，备用机接替主用机进行 工作。备用方式有两种，即冷备用和热备用。
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3.2 数字程控交换机的用户话路
上行通路和下行通道的用户级 T 接线器分别采用读出控制方 式和写入控制方式。LCMU和LCMD的内容分别代表话音存 储器（ SMU和 SMD）的读出地址和写入地址，所以控制存 储器的单元数是 128个单元，与各话音存储器的单元数一样。
3.2.3 数字用户电路
数字用户电路（Digital Line Circuit，DLC）是数字用户 终端设备与程控数字交换机之间的接口电路。 1．S接口 数字用户终端的数字信息采用四线制方式时，应采用 S 接口。 2．U接口 U 接口是在网络终端到电话局之间的 ISDN用户线采用二线 制市话电缆的接口设备。
交换式网络及交换机基本配置
2.3.1 切换命令行界面模式
作为一项安全功能，Cisco IOS软件将 EXEC（执行）会话分成以下访问级别 用户执行：只允许用户访问有限量的基本监视命令。用户执行模式是在从 CLI 登录到 Cisco 交换机后所进入的默认模式。用户执行模式由 > 提示符标识。 特权执行：允许用户访问所有设备命令，如用于配置和管理的命令，特权执行模式可采用口令加以保护，使得只有获得授权的用户才能访问设备。特权执行模式由 # 提示符标识。
当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet)的结构
当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet)的结构 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
2.3.6 基本交换机配置
配置默认网关 需要将交换机配置为可将 IP 数据包转发到远程网络。
2.3.6 基本交换机配置
验证配置 显示了 VLAN 99 已经配置了 IP 地址和子网掩码，并且快速以太网端口 F0/18 已经分配了 VLAN 99 管理接口。
2.3.6 基本交换机配置
配置双工和速度 使用duplex接口配置命令来指定交换机端口的双工操作模式。可以手动设置交换机端口的双工模式和速度，以避免厂商间的自动协商问题。
当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet)的结构 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet)的结构 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
交换机的基本结构和功能-PPT
2，交换机配置
PC2 PC1
STP的配置
1.启用生成树
S2126G(config)#spanning-tree
2.配置交换机优先级
S2126G(config)#spanning-tree priority <0-61440>
“0”或“4096”的倍数(RSTP BPDU该值后12bit全0) 3.配置交换机端口优先级
1.1.3 交换机的简单分类
1 根据OSI 参考模型来分： ➢第二层交换机 ➢第三层交换机：“一次路由，多 次交换”。 ➢第四层交换机
2、根据交换机配置是否可变： ➢模块式 ➢固定式
1.1.4 交换机在网络中连接和作 用
1、交换机接口的种类：P4 以太交换机的端口RJ45，通常的种 类有：10Base-T、 10Base-F、 100Base-TX、 100Base-T4、 100Base-T、 1000Base-FX、 1000Base-T、 100Base-FX等。
STP协议是以根桥为核心基础来构成网络 的主干和其它分支结构的。根桥是由STP 协议自动选举产生的， STP协议产生根 桥的原则为：
➢ 根桥必须具有最低的优先权ID与MAC地 址；
➢ 在运行STP协议的交换机上，端口分为： 已分配端口和未分配端口；
5、STP的端口的状态
STP的端口的状态： ➢ 禁用 不能接收BPDU信息，不能转发数据； ➢ 阻塞 能接收BPDU信息，不能转发数据； ➢ 侦听 可监听和接收BPDU信息，不能转发； ➢ 学习 可接收和发送BPDU信息，建立MAC 地
4、STP修剪与BPDU
STP修剪：STP协议可以通过STP算法来 动态的探测网络中存在的环路，自动的 调整网络的路径，并及时的控制备份链 路进入备份状态，此外STP协议还可以迅 速的调整或改变网络当前的拓扑结构， 并最终将网络修剪成‘一棵树’，不存 在环路，叫STP修剪。
程控数字交换机的基本硬件结构
程控数字交换机的基本硬件结构电话网络中的任意两点之间要想进行通信，需要在两点之间建立传输通道，电话网络为电路提供交换方式，建立传输信道。
因此，在电话交换中使用的是电路交换方式。
程控数字交换机实质上是通过计算机的“存储程序控制”来实现各种接口的电路接续、信息交换及其他的控制、维护和管理功能的。
虽然不同类型、不同用途的程控数字交换机的具体结构不相同，但是它们的基本硬件结构是相同的。
整个交换机由两部分组成：话路系统和控制系统。
（1）话路系统。
将用户线连接到交换网络以沟通通话回路的系统称为话路系统。
话路系统可以分为用户级和选组级两部分，主要包括用户电路、用户集线器、中继器、交换网络（接续网络）、扫描电路（包括用户扫描电路、中继扫描电路）、控制信号分配电路（电路话路接口设备）及网络控制电路（驱动器）等部件。
①用户电路。
用户电路包括模拟用户电路和数字用户电路（digital line circuit，DLC）两种类型，是每个用户话机独用的设备，只为一个用户服务。
用户电路包括用户状态的监视等与用户直接有关的功能。
在电子交换机尤其是在数字交换机中，用户电路的功能越来越强大。
•模拟用户电路。
若用户线连接的终端是模拟话机，则用户线称为模拟用户线，其用户电路称为模拟用户电路。
模拟用户电路有模/数（A/D）转换和数/模（D/A）转换的功能。
•数字用户电路。
数字用户电路是数字用户终端设备与程控数字交换机之间的接口电路。
根据接口的不同，数字用户电路可分为S接口数字用户电路和U接口数字用户电路。
②用户集线器。
用户集线器用来进行话务量的集中或分散。
③中继器。
出中继电路和入中继电路是与其他电话交换机的接口电路，其作用是传输交换机之间的各种通信信号，监视局间通话话路的状态。
出中继器和入中继器中的某些继电器或触发器由CPU驱动，以完成电路状态的转移。
中继器分为模拟中继器和数字中继器两种类型。
•模拟中继器。
模拟中继器是数字交换机与其他交换机之间采用模拟中继线相连接的接口电路，它是为数字交换机适应模拟环境而设置的。
第三章 程控数字交换机的硬件系统
2
30/32路PCM基群帧结构
PCM时分多路通信可以组成数千路的复用。 我国采用30/32路制式为基群，简称基群或 一次群。
30/32路PCM基群帧结构图
30/32路PCM基群帧周期TS=125μ s，即抽样频率
fS=1/TS=8kHz，帧长为256bit。 各时隙安排如下。 （1） TS1～TS15，TS17～TS31 TS1～TS15分别传送CH1～CH15路语声信号，TS17～ TS31分别传送CH16～CH30路语声信号。
（3）TTT型交换网络
图3-20 TTT三级交换网络的结构
3．时／空结合的交换单元（T/S） （1）DSE的基本功能和组成
图3-21 DSE的基本结构
（2）DSE的工作原理
图3-22 DSE交换示例
图3-23 DSE工作原理
3.2.5 交换网络的阻塞计算 1．话务基础知识 （1）话务量 呼叫发生强度与平均占用时长的乘积，就是单位 时间内的话务量，称为话务量强度，简称为话务量， 通常用爱尔兰（Erl）为单位。用公式表示为 A＝λ ×S A为话务量强度，λ 为呼叫发生强度，S为平均占
3．无阻塞网络 （1）单级无阻塞网络 单级的n×n网络显然是无任何内部阻塞的交换网络。 Y＝n2 （2）三级CLOS无阻塞网络
图3-26 三级CLOS网络的结构
3.3 数字程控交换机的终端与接口
数字程控交换机的终端与接口主要包括用户模 块、中继器和信令设备。
1．用户模块的基本结构 用户电路：与模拟用户线的接口。 用户级交换网络：由一级T接线器组成，完成话 务量的集中和扩散。 用户处理机：完成对用户电路、用户级T接线器 的控制及呼叫处理的低层控制。 2．模拟用户电路
（1）模拟用户模块（ASM） （2）数字中继模块（DTM） （3）ISDN用户模块（ISM） （4）ISDN中继模块（ITM） （5）服务电路模块（SCM） （6）ISDN远端用户单元接口模块（IRIM） （7）高性能公共信道信令模块（HCCM） （8）外设与装载模块（P&L） （9）时钟与信号音模块（CTM） （10）辅助控制单元模块（ACE）
C&C08交换机基本结构
程控交换机的接口
用户线数字接口 中继线数字接口 用户线模拟接口 中继线模拟接口
中继电路
中继器是中继线和交换网络以及控制系统间的 接口电路。 中继器的结构性能根据交换机的型号不同而不 同。 组成：保护电路、信号互换电路、用户线信号 电路、隔离电路。 数字中继器作用：码型变换、时钟提取、帧同 步、帧调整、提取和排列随路信号。
阻塞率
出线全忙，呼叫无空闲链路 链路不通，造成呼损
程控交换网络的可靠性
衡量交换机维持良好服务质量的持久能力 系统可用度A
系统扩容能力和组网方式
交换系统采用模块化设计 通过增加模块进行扩容 通过改变模块组成来改进网络节点 通过改变软件来增加新业务
C&C08交换机接口与特性
机框及单板配置 接口框 控制框 时钟框
MCC通信控制板 SNT信令交换网板 PWC二次电源板 CTN中心交换网板
FBI光纤接口板 FBC光电转换板 SLT时钟监控板 CK3三级时钟板/CK2二级时钟板
交换模块的硬件配置
SM采用模块化设计，实现模块内呼叫接续。 一个SM模块可与AM/CM连接，结合其他模块 组成大容量交换局 可独立成为交换局 配置灵活、平滑扩容
存储器
数据存储器：暂存，可读写 程序存储器：固定存储器，只读 后备存储器
输入输出设备
常规外部设备 PC机 打印机
用户接口电路模块
模拟用户终端与数字交换网络间的接口电路 组成：用户电路、用户集线器 模拟用户接口、数字用户接口
二线/四线变换与回波反损
第1章交换机的结构与基本功能
本章提要：交换机用做网络集中设备，其端口连接网络中的主机。
在转发数据帧时，端口带宽能够独享。
交换机按其工作在OSI参考模型的对应层次，有第二层、第三层和第四层交换机。
可管理的交换机内置了操作系统软件。
第二层交换机采用帧交换转发数据，帧交换方式有三种，分别为存储转发、伺机通过和自由分段。
使用备份连接是提高网络可靠性的常用方法，但所形成的环路可能会导致广播风暴和引起多帧副本问题。
STP协议的应用则可消除环路问题，使冗余备份得以实现。
1.1交换机的作用与组成在以太网络中，交换机起的是信息中转站的作用。
它把从某个端口接收到的数据从其他端口转发出去。
以下介绍交换机的外观与内部组成。
不同厂家、不同型号的以太网交换机，其外观和内部组成都有一定的个性差异，但其共性是主要的。
1. 交换机的外观前面板上的多个RJ45接口是以太网口，用来连接计算机或其他交换机。
后面板或前面板上的串口是交换机的配置口，用串口线缆将其与计算机的串口连接起来，可实现对交换机的配置操作。
也有的交换机的配置口位于前面板上。
面板上有若干指示灯，其亮、灭或闪烁可以反映交换机的工作状态是否正常。
此外还有电源插口、电源开关等。
可上机架（柜）式交换机的标准长度为48.26cm(19in)。
如图1.1所示的是Cisco Catalyst3550和Cisco Catalyst 2900交换机的外观图。
2. 交换机的内部组成交换机的内部组成为：CPU (中央处理器)：交换机使用特殊用途集成电路芯片ASIC，以实现高速的数据传输。
RAM/DRAM：主存储器，存储运行配置。
NVRAM（非易失性RAM）：存储备份配置文件等。
FlashROM（快闪存储器）：存储系统软件映像文件等。
是可擦可编程的ROM。
ROM：存储开机诊断程序、引导程序和操作系统软件。
接口电路：交换机各端口的内部电路。
图1.1 交换机的外观1.2交换机的分类可按多种方式对交换机进行分类。
若参照开放系统互连参考模型OSI，则交换机属于第二～四层的设备。
程控交换机原理PPT课件
业务管理 网络控制 核心交换 边缘接入
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NGN的分层结构
• 边缘接入层（各类IP终端、IAD）
通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式 转换成为能够在网络上传递的信息格式。例如：将话音信 号 分 割 成 AT M 信 元 或 I P 包 。
• 核心交换层（数据网络）
一消息 • 交互式电子商务、呼叫中心、企业传真、多媒体视讯
会议、智能代理等应用及服务
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烽火科技
第29页/共30页
感谢您的观看！
第30页/共30页
• IAD
• 主要完成终端用户的语音、数据、图象等的综合接入功能。
• 应用服务器
• 利用软交换提供的应用编程接口（API），通过提供业务生成环境，完成业务创建和维护功能。
第27页/共30页
软交换的优点
• 节省费用 • 地理无关和号码漫游（游牧用户） • 将语音网络和数据网络有机结合 • 更多的功能，如视频通话、多方通话、视频会议、统
ts2数字交换网络ts1ts2ts3输入线输出线14程控交换机结构程控交换机硬件结构表用户电路用户电路中继电路中继电路音频信号产生与收发音频信号产生与收发数字交换与交换网络数字交换与交换网络程控交换机结构话路部分组成及功能组成组成集中控制集中控制分散控制分散控制程控交换机结构控制部分结构及方式17程控交换机结构呼叫接续实例以一次内部呼叫201拨打202为例串联一下程控交换机各个部分的结构和功能
• 软交换是下一代网络的控制功能实体，为下一代网络提供具有实时性要求的业务的 呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。
第21页/共30页
NGN的控制核心：软交换设备
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Base：采用基带传输技术；数值代 表速率。 T：表示RJ45接口标准； F：代表光纤接口。
补充
1、双绞线：非屏蔽和屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线UTP： CAT1、CAT2：语音和低速通信 CAT3：16Mb/S，TOKEN RING，ISDN CAT4：20Mb/S， TOKEN RING CAT5：100Mb/S
1.1.1 OSI参考模型与数据通信设备
根据OSI模型，每一层都有相应的协议来实 现特定的功能，完成数据交换： 逻辑上：各层数据的通信，是在源主机与 目的主机相应层之间进行的数据交换，屏蔽 了下层的细节。 实际上：各层数据的传送是从高层经过下 面的各层，依次被各层进行封装，最后通过 物理层来完成比特流的传送。
交换机工作原理
MAC地址表
A
E0: E2: E1: E3:
0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
B
0260.8c01.1111
E0
C
E2
X X
E1
0260.8c01.3333
D
E3
0260.8c01.4444
0260.8c01.2222
C
E2
E3
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
交换机工作原理
MAC 地址表
A
0260.8c01.1111
E0: E2: E1: E3:
0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
B
E0 E2
E1 E3
0260.8c01.3333
STP协议是以根桥为核心基础来构成网络 的主干和其它分支结构的。根桥是由STP 协议自动选举产生的， STP协议产生根 桥的原则为： 根桥必须具有最低的优先权ID与MAC地 址； 在运行STP协议的交换机上，端口分为： 已分配端口和未分配端口；
5、STP的端口的状态
STP的端口的状态： 禁用 不能接收BPDU信息，不能转发数据； 阻塞 能接收BPDU信息，不能转发数据； 侦听 可监听和接收BPDU信息，不能转发； 学习 可接收和发送BPDU信息，建立MAC 地 址表，不能转发； 转发 可与其它交换机交换BPDU信息，可以转 发数据
本节内
交换机基本配置（1）
1.2.3冗余备份与环路
冗余备份与环路: 冗余备份与环路易产生： 1、广播风暴 2、多个广播帧副本
概念
1、广播 2、广播风暴以及引起的主要原因
一、广播风暴的形成 二、多个广播帧副本
1.2.3 冗余备份与环路
Switch1 Port1 Switch2 Port4 Switch3 Port5 Port6 Port2
4、STP修剪与BPDU
STP修剪：STP协议可以通过STP算法来 动态的探测网络中存在的环路，自动的 调整网络的路径，并及时的控制备份链 路进入备份状态，此外STP协议还可以迅 速的调整或改变网络当前的拓扑结构， 并最终将网络修剪成‘一棵树’，不存 在环路，叫STP修剪。
STP修剪
STP修剪
层数 第七层 第六层 第五层 第四层 第三层 第二层 第一层 名称 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 协议数据单 元名称 Data Data Data Segment Packet Frame bit 四层交换机 路由器、三层交 换机 交换机、网桥 网卡、网线等 相应设备 协议 FTP Telnet SMTP。。 TCP、 UDP IP、IPX LLC 未指定
1.2.2 局域网的三种帧交换技 术
1、存储转发：完全接收后转发， 期间进行错误检查和MAC地址表的 路由过滤 缺点：数据帧时延较大
2、直通（伺机通过） 在接受数据帧读取数据帧的目的地址到缓 冲器中，进行MAC地址表的路由过滤，然后 转发。 缺点：削减了检错能力
3、自由分段（伺机通过+错误检测） 在伺机通过的基础上做了调整，即 在转发前过滤有包错误的分段（64B）
C
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
广播地址在数据链路层表示为FFFF.FFFF.FFFF 该地址不会被交换机学习到 目的地址为该地址的数据帧将被交换机扩散
B、MAC地址表的路由过滤
交换机接受到信息，先将Frame里 的MAC地址进行检查，如果存在MAC地址 表中，就按MAC地址表中地址进行转发， 没有则有交换机向其它所有的端口发送查询 信息，这就称为MAC地址表的路由过滤
2，交换机配置
PC2 PC1
STP的配置
1.启用生成树 S2126G(config)#spanning-tree 2.配置交换机优先级 S2126G(config)#spanning-tree priority <0-61440> “0”或“4096”的倍数(RSTP BPDU该值后12bit全0) 3.配置交换机端口优先级 S2126G(config-if)#spanning-tree port-priority <0240> “0”或“16”的倍数(RSTP BPDU该值后4bit全0)
PC1
PC2
冗余备份与环路图例
1.2.4 生成树协议（STP）
STP（生成树协议）最初有美国数字设 备公司（DEC）开发的，后经过电气电 子工程协会（IEEE）修改，制定了相应 的IEEE802。1d标准。 其主要功能：解决备份链路所产生的 环路问题
2、主要思想和原理
主要思想：当网络中存在备份链路的时 候，只允许主链路激活，如果主链路断 开，才启动备份链路。 STP的基本做法：就是生成“一棵树”， 树只有主干和分支，而不存在有环路。 树的根就是一个被称为根桥的交换机。
6、备份链路的启用过程
（假如）故障 网络拓扑结构的改变
端口由阻塞变为侦听
转发
学习（完成MAC地址表）
正常运行
经历时间：50S。
主要内容
Trunk 交换机的设置
2.3.4 trunk介绍
以太链路聚合:STAR使用了一种Trunk技术,使用该技术可以在两个交 换机之间存在多个链路。 Trunk：是使得多个物理链路合并到一个逻辑链路当中 的技术。通过 该种技术可以将交换机和路由器的多个端口当作一个端口来使用。 轻而易举的获得高的传输链路。对于STP，一个Trunk，看起来象 一个链路。这样要获得Gbps的传送速率，其端口代价要比单独链 路的端口代价要少。 作用 ：1，用于与服务器连接 2，用于交换机之间的级连 3，提供负载均衡和系统冗错的功能 配置时注意: 1,使用同一模块连续的接口 2，接口属性和工作模式相同
Switch1 Port1 Switch2 ╳ Port4 Switch3 Port5 Port6 Port2
PC1
PC2
BPDU
BPDU（Bridge Protocol Data Unit）桥协 议数据单元。 STP就是通过它来进行网络调整的， BPDU的配置信息是以组播的方式来进行 的。
4、根桥的选举
CISCO 千兆以太网交换机 RMB：26800
交换机组成
2、组成： CPU 实现高速的数据传输； RAM/DRAM 主存 ，存储运行配置； NVRAM 存储备份配置文件等； FlashROM 系统软件映像、启动配置文件等； ROM 开机诊断、引导程序和操作系统； 接口电路：连接各端口的内部电路。
网络设备管理及其配置
教材《交换机/路由器及其配置》 参考书：cisco认证教材 实达交换机/路由器说明书
联系方式：yuetd@
前言
交换机和路由器是局域网中使用的 最多的连接设备。要使一个复杂的网 络正常、高效的运转，就需要对交换 机和路由器进行正确、合理的配置。 因此可以说，网络工程技术人员的水 平的高低很大程度体现在交换机和路 由器的配置管理上。
课程定位
本课的定位和任务： 掌握交换机和路由器的配置 和使用； 掌握广义网的知识。
课程安排
授课时间：10~15周，共35学时；
授课方式：理论和实践的结合； 复习与考试：
考 试
1、理论考试：60%； 2、实验与作业：30%； 3、考勤：10%
第一章 交换机的结构和基本功能
1.1.1 OSI参考模型与数据通信设备
2、光纤
分类：单模光纤和多模光纤 定义： 模：是指以一定的角度进入光纤的一束光。 单模光纤：纤心很小，在给定的工作波长上 只能以单一模式传输，其传输的频带宽、容量 大。 多模光纤：在给定的工作波长上能以多个模 式同时传输的光纤。
常见的光纤
8.3微米的芯，125微米的外层，单模 62.5微米的芯，125微米的外层，多模 50微米的芯，125微米的外层，多模
概念： MAC地址是固化在网卡内部用于 唯一标识网卡身份的，是网卡在生产时被 永久写入芯片的固定值。 表示方法： MAC地址通常用6B的十六进 制来表示，每个数之间用“-”或空格分开， 如：00-F4-00-09-D1-C1或00 F4 00 09 D1 C1
A、MAC地址表的建立
1、源主机向目的主机发送查询信息； 2、交换机记录下源MAC地址，然后向其他的端 口发送查询信息； 3、目的主机接收到查询信息，通过交换机直接与 源主机进行对话，交换机记录下目的主机的MAC 地址。 4、两台主机实行点对点的通信； 5、定时刷新。
1.1.3 交换机的简单分类
1 根据OSI 参考模型来分： 第二层交换机 第三层交换机：“一次路由，多 次交换”。 第四层交换机
2、根据交换机配置是否可变： 模块式 固定式
1.1.4 交换机在网络中连接和作 用
1、交换机接口的种类：P4 以太交换机的端口RJ45，通常的种 类有：10Base-T、 10Base-F、 100Base-TX、 100Base-T4、 100Base-T、 1000Base-FX、 1000Base-T、 100Base-FX等。