现代交换技术课件(第一章概述1)
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4
消 息终 端
传 输 媒 介 终 端消 息
图1.1 点对点通信
5
图1.2 多用户全互连式连接
6
缺点：
1）所需线路数量大且效率低
所需线路对数与通话用户数间的关系是：N(N-1)/2。
2）选择困难
每一个用户和N-1个用户之间用线路连接，由电话机来选择需 要通话的用户连线比较困难。
3）安装维护困难
每个用户使用的电话机的通话导线上要焊接N-1对线，困难。
7
改善此问题的最佳方案是：
在众多的需要通话的用户间设置一个公共设备——交换 机，让所有的电话用户都与它相连。这样，当某两个用户需 要通话时，就由它进行转接。如图1.3所示。
8
图1.3(a) 用户通过交换机连接
9
通信网
汇接交换机 市话交换机
用户交换机 中继线 用户线
图1.3(b) 多台交换机组成的通信网
10
二、交换机的作用
完成需要通信的用户间的信息转接
11
1.1.2 通信网的组成
硬件
终端设备：完成信号的发送和接收。 辨设备：完成信号的转接。
12
软件
各种规定、协议、信令、标准
它们是网络中所有设备必须遵循的规则 。是通信网的 核心，它们决定了网络的性能。用于协调通信网的运行，达 到互通、互控、互换的目的。
25
HA UA
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层
参考模型
通信子网
对等层协议
网络层 链路层 物理层
网络层 链路层 物理层
图1.6 OSI的分层模型
HB UB 应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层
26
各层的主要功能
1) 物理层 物理层与通信媒介直接相连 功能：提供用于建立、保持和断开物理接口的条件，以保证比特 流的透明传输。 物理层协议：主要规定了计算机或终端与通信设备之间的接口标 准，它包含接口的物理、电气、功能与规程四个方面的特性。 物理层传送的基本单位：比特，又称位。
运输层对高层用户起到了屏蔽作用，使高层用户 的同等实体在交互过程中不会受到下层数据通信技术 细节的影响。
27
2) 数据链路层
数据链路层是OSI的第二层，简称链路层。 主要功能
数据链路的建立、维持和拆除； 分组信息成帧 差错控制功能； 流量控制功能。
28
数据链路层传输的基本单位 帧
常用的数据链路层协议 高级数据链路控制 HDLC(High-level Data Link Control)规程 它是面向比特的传输控制规程。
18
二、面向连接网络建立的连接种类
面向连接网络建立的连接有两种
实连接
1）用户通信时，建立的连接由一条接一条的专用电路 资源连接而成；
2）无论是否有用户信息传递，这条专用连接始终存在； 3）在某一段占用恒定的电路资源
19
虚连接
1）一条连接由一段一段使用相同标志的统计占用的电 路资源组成（电路分配是随机的）；
29
3) 网络层
提供系统间的连接，即提供两个终端系统在网络中的 通信通道，实现两个终端之间的数据透明传输。
功能
网络层的主要功能 是寻址、路由选择、数据包的分段和 重组以及拥塞控制 。
网络层所传送的信息的基本单位 ：分组或者包
30
4) 运输层
运输层位于开放系统互连模型的第四层，用于衔 接通信子网和资源子网。
2）用户有信息传送时才占用电路资源（带宽根据需要 分配）；
3）用户的识别改用标志。
20
实连接的电路资源利用率低 虚连接的电路资源利用率高
21
三、面向连接网络和无连接网络的主要区别
a）面向连接网络用户的通信总要经过建立连接、信息传送、 释放连接三个阶段； 无连接网络不为用户的的通信过程建立和拆除连接。 b）面向连接网络中的每一个节点为每一个呼叫选路，节点中 需要有维持连接的状态表； 无连接网络中的每一个节点为每一个传送的信息选路，节点 中不需要维持连接的状态表。 c）用户信息较长时，采用面向连接的通信方式的效率高；反 之，使用无连接的方式要好一些。
13
1.1.3、面向连接网络和无连接网络
信息在通信网中由发端至终端逐节点传递时，网 络有两种工作方式：
面向连接CO(Connection Oriented） 无连接CL(Connectionless)。 一、含义：如图1.4，1.5所示
14
图1.4 面向连接网络的传送原理
15
图1.5无连接网络的传送原理
16
B
A
面向无连接的网络
B
A 面向连接的网络
17
某种程度上，这两种工作方式可以比作铁路和公路。 铁路是面向连接； 公路是无连接 例如：从北京到广州 铁路：只要铁路信号往沿路各站一送，道岔一合（类似交 换），火车就可以从北京直达广洲，一路畅通，保证运输质 量。 公路：卡车从北京到广州一路要经过许多岔路口，在每个岔 路口都要进行选路，遇到道路拥塞时还要考虑如何绕道走， 要是拥塞情况较多时就会影响运输，或者延误时间，或者货 物受到影响，质量得不到保证。
现代交换技术
华北电力大学电子系 通信教研室 鲍慧 2006年8月
1
第一章 绪论
1．1 交换与通信网 1．2 交换机的基本功能及组成 1．3 交换机的分类
2
1．1 交换与通信网
3
1.1.1交换机的引入
一、 通信的目的：完成用户间的信息传递。 为了达到此目的，最简单的方法：
在需要通信的用户间用导线直接相连。 如图1.1 图1.2所示：
22
1.1.4 网络分层模型
一、 开放系统互连参考模型（OSI）
目的
OSI参考模型是国际标准化组织ISO(International Standards Organization)在1978年提出的，他的目的是：为异种计算机互 联提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致 性和兼容性提供共同的参考连。
23
也就是说，任意两个系统只要按照这个标准进行 设计就可以达到互连的能力，这也是开放系统互 联的含义。 OSI/RM ：Open System Interconnection Reference Model
24
基本概念
OSI的参考模型提供了概念性和功能性结构，其基 本概念是：
1、将通信功能分为7层，每一层只执行一部分功 能，可以单独地开发、它的改变不会影响其它层。 2、每一层仅和相邻的两个层打交道。（定义：接 口）（利用低一层的功能向高一层提供服务）
消 息终 端
传 输 媒 介 终 端消 息
图1.1 点对点通信
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图1.2 多用户全互连式连接
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缺点：
1）所需线路数量大且效率低
所需线路对数与通话用户数间的关系是：N(N-1)/2。
2）选择困难
每一个用户和N-1个用户之间用线路连接，由电话机来选择需 要通话的用户连线比较困难。
3）安装维护困难
每个用户使用的电话机的通话导线上要焊接N-1对线，困难。
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改善此问题的最佳方案是：
在众多的需要通话的用户间设置一个公共设备——交换 机，让所有的电话用户都与它相连。这样，当某两个用户需 要通话时，就由它进行转接。如图1.3所示。
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图1.3(a) 用户通过交换机连接
9
通信网
汇接交换机 市话交换机
用户交换机 中继线 用户线
图1.3(b) 多台交换机组成的通信网
10
二、交换机的作用
完成需要通信的用户间的信息转接
11
1.1.2 通信网的组成
硬件
终端设备：完成信号的发送和接收。 辨设备：完成信号的转接。
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软件
各种规定、协议、信令、标准
它们是网络中所有设备必须遵循的规则 。是通信网的 核心，它们决定了网络的性能。用于协调通信网的运行，达 到互通、互控、互换的目的。
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HA UA
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层
参考模型
通信子网
对等层协议
网络层 链路层 物理层
网络层 链路层 物理层
图1.6 OSI的分层模型
HB UB 应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层
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各层的主要功能
1) 物理层 物理层与通信媒介直接相连 功能：提供用于建立、保持和断开物理接口的条件，以保证比特 流的透明传输。 物理层协议：主要规定了计算机或终端与通信设备之间的接口标 准，它包含接口的物理、电气、功能与规程四个方面的特性。 物理层传送的基本单位：比特，又称位。
运输层对高层用户起到了屏蔽作用，使高层用户 的同等实体在交互过程中不会受到下层数据通信技术 细节的影响。
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2) 数据链路层
数据链路层是OSI的第二层，简称链路层。 主要功能
数据链路的建立、维持和拆除； 分组信息成帧 差错控制功能； 流量控制功能。
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数据链路层传输的基本单位 帧
常用的数据链路层协议 高级数据链路控制 HDLC(High-level Data Link Control)规程 它是面向比特的传输控制规程。
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二、面向连接网络建立的连接种类
面向连接网络建立的连接有两种
实连接
1）用户通信时，建立的连接由一条接一条的专用电路 资源连接而成；
2）无论是否有用户信息传递，这条专用连接始终存在； 3）在某一段占用恒定的电路资源
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虚连接
1）一条连接由一段一段使用相同标志的统计占用的电 路资源组成（电路分配是随机的）；
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3) 网络层
提供系统间的连接，即提供两个终端系统在网络中的 通信通道，实现两个终端之间的数据透明传输。
功能
网络层的主要功能 是寻址、路由选择、数据包的分段和 重组以及拥塞控制 。
网络层所传送的信息的基本单位 ：分组或者包
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4) 运输层
运输层位于开放系统互连模型的第四层，用于衔 接通信子网和资源子网。
2）用户有信息传送时才占用电路资源（带宽根据需要 分配）；
3）用户的识别改用标志。
20
实连接的电路资源利用率低 虚连接的电路资源利用率高
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三、面向连接网络和无连接网络的主要区别
a）面向连接网络用户的通信总要经过建立连接、信息传送、 释放连接三个阶段； 无连接网络不为用户的的通信过程建立和拆除连接。 b）面向连接网络中的每一个节点为每一个呼叫选路，节点中 需要有维持连接的状态表； 无连接网络中的每一个节点为每一个传送的信息选路，节点 中不需要维持连接的状态表。 c）用户信息较长时，采用面向连接的通信方式的效率高；反 之，使用无连接的方式要好一些。
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1.1.3、面向连接网络和无连接网络
信息在通信网中由发端至终端逐节点传递时，网 络有两种工作方式：
面向连接CO(Connection Oriented） 无连接CL(Connectionless)。 一、含义：如图1.4，1.5所示
14
图1.4 面向连接网络的传送原理
15
图1.5无连接网络的传送原理
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B
A
面向无连接的网络
B
A 面向连接的网络
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某种程度上，这两种工作方式可以比作铁路和公路。 铁路是面向连接； 公路是无连接 例如：从北京到广州 铁路：只要铁路信号往沿路各站一送，道岔一合（类似交 换），火车就可以从北京直达广洲，一路畅通，保证运输质 量。 公路：卡车从北京到广州一路要经过许多岔路口，在每个岔 路口都要进行选路，遇到道路拥塞时还要考虑如何绕道走， 要是拥塞情况较多时就会影响运输，或者延误时间，或者货 物受到影响，质量得不到保证。
现代交换技术
华北电力大学电子系 通信教研室 鲍慧 2006年8月
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第一章 绪论
1．1 交换与通信网 1．2 交换机的基本功能及组成 1．3 交换机的分类
2
1．1 交换与通信网
3
1.1.1交换机的引入
一、 通信的目的：完成用户间的信息传递。 为了达到此目的，最简单的方法：
在需要通信的用户间用导线直接相连。 如图1.1 图1.2所示：
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1.1.4 网络分层模型
一、 开放系统互连参考模型（OSI）
目的
OSI参考模型是国际标准化组织ISO(International Standards Organization)在1978年提出的，他的目的是：为异种计算机互 联提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致 性和兼容性提供共同的参考连。
23
也就是说，任意两个系统只要按照这个标准进行 设计就可以达到互连的能力，这也是开放系统互 联的含义。 OSI/RM ：Open System Interconnection Reference Model
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基本概念
OSI的参考模型提供了概念性和功能性结构，其基 本概念是：
1、将通信功能分为7层，每一层只执行一部分功 能，可以单独地开发、它的改变不会影响其它层。 2、每一层仅和相邻的两个层打交道。（定义：接 口）（利用低一层的功能向高一层提供服务）