现代交换原理与技术PPT课件
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现代交换原理与技术
现代交换原理与技术一、交换原理的概述交换原理是指在通信网络中，通过一种机制将信息从一个通信线路传输到另一个通信线路的过程。
它是实现通信网络中信息传输的核心技术。
随着通信技术的发展，交换原理也在不断地发展和完善。
二、交换原理的分类1. 电路交换电路交换是指在通信网络中，通过建立一条物理连接来传输信息。
这种方式需要预先分配资源，并且在整个通话期间占用这些资源。
常见的电路交换技术包括电话系统中使用的电路交换和ISDN（Integrated Services Digital Network）系统中使用的电路交换。
2. 报文交换报文交换是指在通信网络中，将数据分割成多个报文进行传输，并且每个报文都带有目标地址和源地址等信息。
这种方式可以提高网络资源利用率，但需要额外的控制信息来管理数据包。
3. 分组交换分组交换是指将数据分成固定大小的数据包进行传输，并且每个数据包都带有目标地址和源地址等信息。
这种方式具有灵活性、可靠性高等优点，因此被广泛应用于现代计算机网络中。
三、现代分组交换技术1. 数据包交换数据包交换是指将数据分成固定大小的数据包进行传输，并且每个数据包都带有目标地址和源地址等信息。
这种方式可以提高网络资源利用率，同时也可以提高网络的可靠性。
2. 路由器路由器是一种专门用于处理分组交换的网络设备。
它可以根据目标地址将数据包发送到正确的目标设备，并且可以根据网络拓扑和负载情况来选择最佳路径。
3. 交换机交换机是一种专门用于处理局域网内部通信的网络设备。
它可以根据MAC地址将数据包发送到正确的目标设备，同时也可以通过学习和过滤等技术来保证局域网内部的安全性。
4. VLANVLAN（Virtual Local Area Network）是一种虚拟局域网技术，它可以将一个物理局域网划分成多个逻辑上独立的子网。
这种技术可以提高网络管理和安全性。
5. QoSQoS（Quality of Service）是一种服务质量保证技术，它可以根据不同应用程序对网络资源进行优先级调度，从而保证关键业务在网络拥塞时能够得到优先处理。
《现代交换技术(机工社)》教学课件—第3章 分组交换技术-6MPLS
◦ 通过现有的IP路由协议获得标签，实现IP地址和标签之 间的映射
❖什么是标签？如何分配标签？如何实现标签交换？
2020/9/27
《现代交换技术》
12
二、MPLS基本概念和原理
如何从A地到B地？
◦ 每个路口问路——————逐跳寻址 （IP） tax
标记#1 直走
标记#2 向右转
A
标记#1
标记#2
标记#3
快 5 / 53 Layer 2 数据、话音、视频 Yes 昂贵，少
《现代交换技术》
IP
无连接 软件查表/硬件转发
慢
20 / X Layer 3
数据 No 便宜，广
5
一、MPLS的由来
PACKET ROUTING
HYBRID
IP
MPLS
+IP
•MPLS + IP 综合了IP和电路交换的双方优点 •兼容目前主流网络协议
2020/9/27
《现代交换技术》
CIRCUIT
SWITCHING
ATM
6
一、MPLS产生背景
产生于90年代中后期的ATM与IP融合大讨论；
◦ 叠加模型：IPOA，LANE，MPOA
◦ 集成模型：
◦ Ipsilon公司
IP Switching
◦ Cisco公司
NetFlow；Tag Switching
Routing lookup
基于目的地址的路由查询每一跳都要独立进行
三层交换速度慢
路由器路由表数量巨大
2020/9/27
《现代交换技术》
Routing lookup
4
ATM VS IP
比较项
面向连接 交换原理 转发速度 分组长度 协议层数 适合业务
❖什么是标签？如何分配标签？如何实现标签交换？
2020/9/27
《现代交换技术》
12
二、MPLS基本概念和原理
如何从A地到B地？
◦ 每个路口问路——————逐跳寻址 （IP） tax
标记#1 直走
标记#2 向右转
A
标记#1
标记#2
标记#3
快 5 / 53 Layer 2 数据、话音、视频 Yes 昂贵，少
《现代交换技术》
IP
无连接 软件查表/硬件转发
慢
20 / X Layer 3
数据 No 便宜，广
5
一、MPLS的由来
PACKET ROUTING
HYBRID
IP
MPLS
+IP
•MPLS + IP 综合了IP和电路交换的双方优点 •兼容目前主流网络协议
2020/9/27
《现代交换技术》
CIRCUIT
SWITCHING
ATM
6
一、MPLS产生背景
产生于90年代中后期的ATM与IP融合大讨论；
◦ 叠加模型：IPOA，LANE，MPOA
◦ 集成模型：
◦ Ipsilon公司
IP Switching
◦ Cisco公司
NetFlow；Tag Switching
Routing lookup
基于目的地址的路由查询每一跳都要独立进行
三层交换速度慢
路由器路由表数量巨大
2020/9/27
《现代交换技术》
Routing lookup
4
ATM VS IP
比较项
面向连接 交换原理 转发速度 分组长度 协议层数 适合业务
(金惠文-现代交换原理课件)第一讲绪论
NGN是以IP为基础，采用开放式架构， 将业务接入、媒体处理、呼叫控制和业 务处理分开，并在它们之间采用标准协 议进行通信。
NGN的体系结构
接入层，解决业务接入问题，接入可以 是一个完整的业务网络，如PSTN、GSM、 局域网、ADSL、PON、CableMODEM等。
媒体层，处理由接入层送来的媒体流， 主要完成媒体类型的转换和传送，包括 网管和统计功能。其硬件实体是媒体网 关和核心网，实现编解码算法选择、呼 叫建立、资源分配和释放等功能。
NGN的体系结构
IN TMN 业务执行
网络业务层
软交换 边缘交换
路由选择 信令服务器 呼叫服务器 核心交换
媒体网关
控制层 媒体层
无线接入 蜂窝移动
3G无线
数字环路载波 CSN/RSU
ASAM 接入层
IP汇聚 CableMODEM
图1.3 NGN分层体系结构
与网 络无 关的 业务
NGN的体系结构
现有电话交换网是以交换机为核心，交 换机负责业务接入、媒体处理、呼叫控 制和业务管理等全部功能。
电话网分为本地网和长途网，本地网为同一区 号内的网络，不同区号之间的网络为长途网。
电话交换局为电话网的核心，采用数字程控交 换设备，每个话路占用64kbit/s带宽，为一个 时隙，交换设备完成时隙交换。
我国现在采用三级网路结构，DC1为省、直辖 市交换中心，网状互连，DC2为省区内汇接中 心，C5为端局，上接DC2，下接电话机。
计费功能： 认证功能：用户鉴权，阻止非法用户，
提供安全保证；
NGN的功能
地址解析功能：完成E.164、别名、IP、 ULR等地址方案的解释和重定向；
语音处理功能：提供语音编解码、噪音 抑制、话音识别、回声抵消等功能；
NGN的体系结构
接入层，解决业务接入问题，接入可以 是一个完整的业务网络，如PSTN、GSM、 局域网、ADSL、PON、CableMODEM等。
媒体层，处理由接入层送来的媒体流， 主要完成媒体类型的转换和传送，包括 网管和统计功能。其硬件实体是媒体网 关和核心网，实现编解码算法选择、呼 叫建立、资源分配和释放等功能。
NGN的体系结构
IN TMN 业务执行
网络业务层
软交换 边缘交换
路由选择 信令服务器 呼叫服务器 核心交换
媒体网关
控制层 媒体层
无线接入 蜂窝移动
3G无线
数字环路载波 CSN/RSU
ASAM 接入层
IP汇聚 CableMODEM
图1.3 NGN分层体系结构
与网 络无 关的 业务
NGN的体系结构
现有电话交换网是以交换机为核心，交 换机负责业务接入、媒体处理、呼叫控 制和业务管理等全部功能。
电话网分为本地网和长途网，本地网为同一区 号内的网络，不同区号之间的网络为长途网。
电话交换局为电话网的核心，采用数字程控交 换设备，每个话路占用64kbit/s带宽，为一个 时隙，交换设备完成时隙交换。
我国现在采用三级网路结构，DC1为省、直辖 市交换中心，网状互连，DC2为省区内汇接中 心，C5为端局，上接DC2，下接电话机。
计费功能： 认证功能：用户鉴权，阻止非法用户，
提供安全保证；
NGN的功能
地址解析功能：完成E.164、别名、IP、 ULR等地址方案的解释和重定向；
语音处理功能：提供语音编解码、噪音 抑制、话音识别、回声抵消等功能；
现代交换原理与技术第2章 交换技术基础
第2章
交换技术基础 目 录
交换节点的基本组成
交换网络、接口、控制系统、信令系统
交换单元及交换网络 信号数字化技术
模拟语音信号的数字化处理 图像与视频信号的数字化处理
信道共享与复用技术
空分复用 频分多路复用 时分多路复用
2017/7/11 1
第2章 交换技术基础 本章主要内容
通信过程中的信息业务量特性不同
统计表明，电话通信双方讲话的时间各占一半，即对于PCM话音 信号平均速率大约在32Kb/s,一般不会出现长时间信道中没有信 息传输；而数据通信量波动性较大。语音对时延比较敏感。宜采 用面向连接的交换技术。数据对带宽比较敏感，宜采用动态资源 分配技术，大多采用无连接的交换技术。
电话交换
电路交换（Circuit Switching），就是在两通信端之间建立一条专用 的（dedicated）实际路径。此路径由发送端开始，一站一站往目的 端串联起来。一旦建立两端之间的电路后，它将一直维持专用状态 （ 即他人无法使用），直到通信结束之后，这条专用路径才停止使用， 并让出供他人继续使用。目前的电话就是使用这种技术。
交换机的组成 交换单元的组成、描述交换单元外部性能的指标 交换单元的分类与几种典型的交换单元（开关阵列、T接线器 、S接线器） 交换网络的概念、作用，TST、STS交换网络的工作原理 模拟语音信号的数字化技术、图像与视频信号的数字化处理 信道共享与复用技术
空分复用 频分多路复用 时分多路复用
2017/7/11 7
2.1 引言
数据网络交换机
在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工备，HUB本身不能识 别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包 在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验 证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式 下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得 重试。这种方式就是共享网络带宽。 数据网络交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换 机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后 ，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬 件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速 将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口 ，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部 MAC地址表中。
交换技术基础 目 录
交换节点的基本组成
交换网络、接口、控制系统、信令系统
交换单元及交换网络 信号数字化技术
模拟语音信号的数字化处理 图像与视频信号的数字化处理
信道共享与复用技术
空分复用 频分多路复用 时分多路复用
2017/7/11 1
第2章 交换技术基础 本章主要内容
通信过程中的信息业务量特性不同
统计表明，电话通信双方讲话的时间各占一半，即对于PCM话音 信号平均速率大约在32Kb/s,一般不会出现长时间信道中没有信 息传输；而数据通信量波动性较大。语音对时延比较敏感。宜采 用面向连接的交换技术。数据对带宽比较敏感，宜采用动态资源 分配技术，大多采用无连接的交换技术。
电话交换
电路交换（Circuit Switching），就是在两通信端之间建立一条专用 的（dedicated）实际路径。此路径由发送端开始，一站一站往目的 端串联起来。一旦建立两端之间的电路后，它将一直维持专用状态 （ 即他人无法使用），直到通信结束之后，这条专用路径才停止使用， 并让出供他人继续使用。目前的电话就是使用这种技术。
交换机的组成 交换单元的组成、描述交换单元外部性能的指标 交换单元的分类与几种典型的交换单元（开关阵列、T接线器 、S接线器） 交换网络的概念、作用，TST、STS交换网络的工作原理 模拟语音信号的数字化技术、图像与视频信号的数字化处理 信道共享与复用技术
空分复用 频分多路复用 时分多路复用
2017/7/11 7
2.1 引言
数据网络交换机
在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工备，HUB本身不能识 别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包 在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验 证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式 下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得 重试。这种方式就是共享网络带宽。 数据网络交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换 机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后 ，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬 件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速 将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口 ，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部 MAC地址表中。
《现代交换原理》PPT课件
19
分组交换（PS：Packet Switching）
采用存储转发方式的分组交换与报文交换 的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分 割为若干个分组（packet），每个分组中有 一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制 信息。
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20
分组交换和报文交换比较
报文交换的时延
分组交换的时延
接口
网
接口
中
继
接口
线
控制系统
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48
电信交换的基本技术
互连技术
交换网络的拓扑结构、选路策略、控制机理、多播方 式、阻塞特性、故障防卫
接口技术
模拟用户接口、数字用户接口、模拟中继接口、数字 中继接口
信令技术 用户信令、局间信令
控制技术
控制系统的结构方式、处理机间的通信方式、多处理
机结构
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11
交换节点的基本功能
交换节点可控制的接续类型： 本局接续、出局接续、入局接续、转接接续
交换节点必须具备的基本功能： 能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫
信号、地址信号 能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转
发信号 能控制连接的建立与拆除
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12
交换节点接续类型图示
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29
分组交换协议
分组交换基于X.25协议，该协议包含了3层，第一层 物理层，第二层数据链路层，第三层分组层，对应于OSI 模型的下三层。
X.25分组层 网络层
3
LAPB 数据链路层 2
物理层
物理层
1
精选课件ppt
30
分组交换协议
X.25
现代交换技术课件(第五章电路交换技术4呼叫处理1
2
现代交换技术
§5.4.1 一个呼叫的处理过程
所谓一个呼叫处理过程，即从用户摘机 到用户通话结束，用户挂机的整个过程。
在开始时，用户处于空闲状态，交换机进 行扫描，监视用户线状态。用户摘机后开始 了处理机的呼叫处理。处理过程如下：
3
现代交换技术
1、主叫用户A摘机呼叫； 2、送拨号音，准备收号； 3、收号； 4、号码分析； 5、接至被叫用户； 6、向被叫用户振铃； 7、被叫应答通话； 8、话终、主叫先挂机 9、被叫先挂机
空号
复原收号器
复原收号器
2
收号
N 被叫空 Y
(3)
拨号
(3)
5
பைடு நூலகம்
通话
送铃流 送回铃音 启动T3 4 振铃
停T1 启动T1
(1)
A挂机 复原收号器
T1 复原收号器
停T1
送忙音
0 空闲 3 听忙音
A挂机
B挂机
B摘机
A挂机
T3
路由复原
路由复原
停振铃
停振铃
停振铃
3 听 忙音 3 听忙音
停回铃音
停回铃音
停回铃音
6
现代交换技术
0 空闲 A摘机 接收号器 送拨号音 启动T0
图5.4.2 局内呼叫SDL图
A挂机 停拨号音 复原收号器
停T0 0 空闲
1 等待收号 拨号 停拨号音 停T0
号码存储
T0 停拨号音 复原收号器 送忙音 3 听忙音
Y 号码分析
号码收够
N 启动T1
A挂机 0 空闲
局内呼叫
空号
7
现代交换技术
不同的新状态。 （5）在同一状态下，不同的输入信号处理是不同的。 （6）在同一状态下，输入同样信号，也可能因不同情况得出不同结果。 （7）整个呼叫处理的过程就是处理机监视、识别输入信号，然后进
现代交换技术
§5.4.1 一个呼叫的处理过程
所谓一个呼叫处理过程，即从用户摘机 到用户通话结束，用户挂机的整个过程。
在开始时，用户处于空闲状态，交换机进 行扫描，监视用户线状态。用户摘机后开始 了处理机的呼叫处理。处理过程如下：
3
现代交换技术
1、主叫用户A摘机呼叫； 2、送拨号音，准备收号； 3、收号； 4、号码分析； 5、接至被叫用户； 6、向被叫用户振铃； 7、被叫应答通话； 8、话终、主叫先挂机 9、被叫先挂机
空号
复原收号器
复原收号器
2
收号
N 被叫空 Y
(3)
拨号
(3)
5
பைடு நூலகம்
通话
送铃流 送回铃音 启动T3 4 振铃
停T1 启动T1
(1)
A挂机 复原收号器
T1 复原收号器
停T1
送忙音
0 空闲 3 听忙音
A挂机
B挂机
B摘机
A挂机
T3
路由复原
路由复原
停振铃
停振铃
停振铃
3 听 忙音 3 听忙音
停回铃音
停回铃音
停回铃音
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现代交换技术
0 空闲 A摘机 接收号器 送拨号音 启动T0
图5.4.2 局内呼叫SDL图
A挂机 停拨号音 复原收号器
停T0 0 空闲
1 等待收号 拨号 停拨号音 停T0
号码存储
T0 停拨号音 复原收号器 送忙音 3 听忙音
Y 号码分析
号码收够
N 启动T1
A挂机 0 空闲
局内呼叫
空号
7
现代交换技术
不同的新状态。 （5）在同一状态下，不同的输入信号处理是不同的。 （6）在同一状态下，输入同样信号，也可能因不同情况得出不同结果。 （7）整个呼叫处理的过程就是处理机监视、识别输入信号，然后进
现代交换原理与技术数据交换技术129页PPT
经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
现代交换原理与技术 ppt课件
器
A
TSi
B
20
• 时分接线器由话音存储器
和控制存储器组成。
• 话音存储器用于暂存用户
话音信息，又称缓冲存储
器。SM的容量取决于输
入复用线上每帧的时隙数
• 控制存储器用于存语音
信息的存放地址；CM的
容量取决于输入复用线上
每帧的时隙数
• CM每个单元的字长(n)取
决于SM的存储单元数；
21
• T接线器有两种工作方
传送、拆除连接3个阶段，连接的建立需要一个时
间过程；无连接网络不为用户的通信过程建立和
拆除连接。
• 面向连接每个交换机为每个呼叫选路，要维持连
接状态表，而无连接方式为每个信息选路，不需
要维持。
• 用户信息量大时，采用面向连接方式效率高。
11
3、信息传送模式
• 1、同步传输模式（STM）
• 2、异步传输模式（ATM）
行运行，每台处理器有自己的专用存储器，也可
设公用存储器，便于通信。P52图3-14
• 多级控制系统--- 按交换机的控制功能层次的高
低配置处理机。
– 对于低层次的 控制简单得任务重的控制功能由用户
式：
• 1、“顺序写入、控制
读出”，简称输出控制
方式。
• 2、“控制写入，顺序
读出”，简称输入控制
方式。
22
(3)控制方式：输出控制
话音存储器SM
输出控制方式
• 顺序写入，控制读出
例：
• 若T型接线器的输入
和输出复用线上1帧
有32个时隙，完成输
入TS２0内话音信息
“a”交换到输出
TS15内。
TS20
• 通信网——将许多的终端系统通过若干交换系
A
TSi
B
20
• 时分接线器由话音存储器
和控制存储器组成。
• 话音存储器用于暂存用户
话音信息，又称缓冲存储
器。SM的容量取决于输
入复用线上每帧的时隙数
• 控制存储器用于存语音
信息的存放地址；CM的
容量取决于输入复用线上
每帧的时隙数
• CM每个单元的字长(n)取
决于SM的存储单元数；
21
• T接线器有两种工作方
传送、拆除连接3个阶段，连接的建立需要一个时
间过程；无连接网络不为用户的通信过程建立和
拆除连接。
• 面向连接每个交换机为每个呼叫选路，要维持连
接状态表，而无连接方式为每个信息选路，不需
要维持。
• 用户信息量大时，采用面向连接方式效率高。
11
3、信息传送模式
• 1、同步传输模式（STM）
• 2、异步传输模式（ATM）
行运行，每台处理器有自己的专用存储器，也可
设公用存储器，便于通信。P52图3-14
• 多级控制系统--- 按交换机的控制功能层次的高
低配置处理机。
– 对于低层次的 控制简单得任务重的控制功能由用户
式：
• 1、“顺序写入、控制
读出”，简称输出控制
方式。
• 2、“控制写入，顺序
读出”，简称输入控制
方式。
22
(3)控制方式：输出控制
话音存储器SM
输出控制方式
• 顺序写入，控制读出
例：
• 若T型接线器的输入
和输出复用线上1帧
有32个时隙，完成输
入TS２0内话音信息
“a”交换到输出
TS15内。
TS20
• 通信网——将许多的终端系统通过若干交换系
《现代交换技术》课件
探讨数据中心网络交换技术的未来发展方向。
3
云计算中的数据中心网络交换技术应用
讲解云计算环境下数据中心网络交换技术的应用。
网络安全与交换技术
1 交换技术对网络安全的影响
探讨交换技术对网络安全的挑战和机遇。
2 交换技术在网络安全中的应用
介绍交换技术在网络安全领域中的具体应用。
3 新一代交换技术在网络安全中的作用
数据包交换技术
解释数据包交换技术的重要性和优势。
IP交换技术
探讨IP交换技术在现代网络中的应用。
以太网交换பைடு நூலகம்术
介绍以太网交换技术以及其在网络中的作用。
虚拟化交换技术
讨论虚拟化交换技术如何提高网络资源利用率。
数据中心网络交换技术
1
数据中心网络交换技术基础
介绍数据中心网络交换技术的基本知识和原理。
2
数据中心网络交换技术发展趋势
分析新一代交换技术在加强网络安全方面的作用。
结论
现代交换技术的发展 趋势
探索现代交换技术未来的发展 趋势和前景。
现代交换技术的优缺 点和应用前景
评估现代交换技术的优势和劣 势，以及其广泛应用的前景。
总结和展望
总结本课程内容，并展望未来 交换技术的发展。
《现代交换技术》PPT课件
导言
本节课程将介绍现代交换技术的重要性和目标，以及交换技术在不同场景中 的发展历程。
传统交换技术
电路交换技术
介绍传统电路交换技术的原 理和应用。
路由器交换技术
介绍传统路由器交换技术的 基本概念和工作原理。
ATM交换技术
介绍传统ATM交换技术的特 点和应用场景。
现代交换技术
现代交换原理与技术
现代交换原理与技术一、概述现代交换原理与技术是指在现代通信网络中实现数据、声音和图像等信息交换的原理和技术。
随着信息技术的快速发展和互联网的普及，现代交换原理与技术在通信领域起着举足轻重的作用。
本文将深入探讨现代交换原理与技术的相关概念、基本原理和应用。
二、交换原理的基本概念2.1 交换网络的定义交换网络是一种分组交换网络，它通过将数据分成较小的数据包进行传输，利用交换设备实现数据包的转发和交换。
交换网络的基本组成部分包括交换机、路由器和交换处理器等。
2.2 电路交换和分组交换2.2.1 电路交换电路交换是指在通信过程中，通过建立一条专用的物理通路来传输数据。
它要求通信双方在通信开始前预留一条独占的通路，并在整个通信过程中一直占用该通路。
2.2.2 分组交换分组交换是将长消息划分为较小的数据块，每个数据块称为数据包或分组。
在分组交换中，数据包可以按照不同的路径独立传输，接收方根据分组中的地址信息将分组重新组装成完整的消息。
三、交换原理的基本原理3.1 多路复用和分解多路复用是指多个信号共用一个物理通道的技术，通过在发送端将多个信号进行合并，然后在接收端将多个信号分解出来。
这样可以提高通信线路的利用率。
3.2 报文交换和分组交换的区别报文交换是指将整个报文作为一个单位进行传输，需要占用通信线路的整个传输时段。
而分组交换将长消息分割成较小的数据块，并且每个数据块可以独立传输，提高了通信线路的利用率。
四、交换技术的应用4.1 电信交换技术电信交换技术是指在电信网络中实现数据、声音和图像等信息交换的技术。
它广泛应用于固定电话网络、移动通信网络和宽带接入网络等领域。
4.2 数据交换技术数据交换技术是指在计算机网络中实现数据交换的技术。
它包括局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网等网络技术，广泛应用于企业内部的信息交换和互联网的数据传输。
4.3 交换技术的发展趋势随着信息技术的不断发展，交换技术也在不断进步。
现代交换原理与技术第4章 信令系统
信令的概念及功能
中继线 交换机B
交换机A
占用信令 选择信令 振铃 应答信令 HKOF HKON
通话
忙音 HKON
后向挂机信令 前向拆线信令 拆线证实信令
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图4.1 市话网中两分局用户电话接续时信令传送示例
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4.1
信令的功能
信令的概念及功能
信令系统的主要功能就是指导终端、交换系统、传输系统协调运行 ，在指定的终端间建立和拆除临时的通信连接，并维护网络本身的 正常运行，包括 监视功能：监视设备的忙闲状态和通信业务的呼叫进展情况 选择功能：在节点间传递包含目的地址的连接请求消息，使得 相关交换节点根据信息进行路由选择，进行入线到出线的交换 接续，并占用局间中继线路。通信结束时，通过传递连接释放 消息通知相关交换节点释放本次通信业务占用的中继线路，并 拆除交换节点的内部连接。 管理功能：进行网络的管理和维护，如检测和传送网络的拥塞 信息、提供呼叫计费信息、提供远端维护信令等。
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4.2
信令的分类
信令的分类
我国电话网信令系 统原则：数字网 NO.7；模拟网随 路信令方式→过渡 →NO.7
1. 按信令的传送区域划分
用户线线令 局间信令
2. 按信令信道与话音信道的关系划分
随路信令：在话路通道传送与源话路有关的各种信令 公共信道信令：公共信道信令指传送信令的通道和传送用户信息的通 道在逻辑上或物理上是完全分开的，有单独传送信令的通道，在一条 双向信令信道上，可传送上千条电路信令消息。 NO.6 信令系统 模拟网 NO.7 信令系统 数字网
通知主叫 开始拨号 被叫忙
被叫在 振铃状态
机线拥塞 被叫为空号
现代交换技术课件第七章ATM交换
信元的传输和处理
传输方式
ATM信元采用异步传输方式，通过统计复用实现高带宽利用率。
处理流程
信元的处理包括信元复用、交换和去复用等步骤，其中交换是ATM网络的核心功能。
信元的交换和路由
交换方式
ATM交换机采用存储转发方式进行 信元交换，通过高速缓存存储信元并 实现快速交换。
路由选择
根据信元头的路由信息，ATM交换机 选择合适的输出端口将信元转发至目 的地。
移动通信网络
无线传输环境
移动通信网络面临无线传输环境的挑战，ATM技术能够提供可 靠的无线传输解决方案。
灵活的接入方式
ATM技术可以支持多种接入方式，如DSL、Cable Modem等， 满足不同用户的需求。
高效的资源管理
ATM技术采用高效的资源管理机制，能够实现动态的带宽分配 和流量控制，提高网络性能和资源利用率。
信元交换
将信元从一个交换单元转移到另一个交换单元，完成 信元的交换和路由。
01
ATM交换关键技 术
信元格式与信元头
信元格式
ATM信元采用固定长度的53字节，其 中48字节用于用户数据，5字节用于 信元头。
信元头
信元头包含多个字段，如VPI（虚通 道标识符）、VCI（虚通道连接标识 符）、PTI（优先级和类型标识符）等 ，用于标识和路由信元。
ATM交换单元
交换单元
ATM交换机的基本组成单 元，负责信元的交换和路 由。
输入/输出模块
负责将信元接入交换机或 从交换机送出。
控制单元
负责信元的路由选择和交 换。
ATM交换原理
信元识别
通过信元头的VPI/VCI字段识别不同的虚通道和虚路 径。
路由选择
现代交换原理与技术第7章
3、特殊信元
• 在物理层上的预分配信头值如表7.2所示。含有表中信 头值的信元都是物理层使用的信元，这类信元不送往 ATM层，只是在物理层处理。由于在物理层使用，这 些信元头不具有PTI、CLP以及GFC字段的含义。
• 空闲信元（idle cell）是由物理层产生的不包含用户信 息的单元，是物理层为了将信元流的速率适配到所用 传输媒体的载荷能力而插入的信元。
●CLP（Cell Loss Priority）：信元丢弃优先权，只有1 个比特，CLP=0表示信元具有高优先级，CLP=1表示 信元具有低优先级，当网络发生拥塞时，首先丢弃 CLP=1的信元。
●HEC（Header Error Control）：信头差错控制，共8 比特，代表一个多项式，用来检验信头在传输中是否 出错。
• 如果我们选定的逻辑子信道是在虚通道这个层次上， 即用VPI来标识，则这样的连接就叫做虚通道连接 （VPC—Virtual Path Connection），如果是在虚信道 这个层次上，即用VCI来标识，则这样的连接就叫做虚 信道连接（VCC—Virtual Channel Connection）。在 VPC中，我们可将串接起来的每段逻辑子信道称作VP 链路，同样我们将串接起来形成VCC的每段逻辑子信 道叫做VC链路。正如前面所介绍的那样，用VPI来标 识每段传输通道上的VP链路，用VCI来标识每段传输 通道上的VC链路。
• 每一时刻正在进行的通信有可能是不同的，因而传输 通道上的VPI和VCI的值，在不同的时刻其含义是不同 的。例如：在早晨某一时刻，某传输通道上VPI = 2、 VCI = 5的逻辑子信道用于传送的是向北京方向的一个 电话通信；到了中午，这个通话已经结束，这时，又 有用户开始与天津一个用户进行数据通信，这个通信 在这个传输通道上仍可能用VPI = 2、VCI = 5来表示。