ch6_数据交换技术
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计算机网络技术考证(中级)第六章
计算机网络技术考证（中级）第六章CH6 配置和维护网络§1 配置DHCP服务一、准备1、IP地址配置在TCP/IP的网络中，IP地址的规划与配置是一件相当重要且繁杂的工作，通常有两种方法配置网络IP地址，主要配置方法1）静态配置：配置主机以固定的IP地址，此方法通常用于小型网络环境。
2）动态获取：从DHCP服务器上动态获取IP地址，DHCP服务器为DHCP客户机自动提供所有必要的配置信息，当客户机断开网络连接时，则释放IP地址，供其他工作站使用，这种方法可减轻管理员的负担。
2、DHCP服务基础1）相关概念：DHCP的全称是动态主机配置协议，用于自动为网络上的计算机分配TCP/IP信息，包括IP地址、网关和DNS服务器地址等。
DHCP的前身是BOOTP（自举协议），用于帮助无盘工作站从中心服务器获得IP地址，使用BOOT ROM而不是磁盘启动并连接网络。
2）DHCP服务器环境要求A、Windows 2000 server以上。
B、DHCP服务器的IP地址必须是静态配置的。
3）工作原理4）自动专用IP寻址（APIPA）指当DHCP客户机在尚未向DHCP服务器获得有效的IP地址前，为维持DHCP客户机之间的通信而临时分配的IP地址。
当DHCP客户机无法获得DHCP服务器的响应时，会采用保留的自动专用IP地址暂时作为自己的IP地址，同时每隔5min继续寻找DHCP服务器，以获得正确的IP地址。
自动专用IP地址的起始范围是169.254.0.1~169.254.255.2543、DHCP服务内容1）IP作用域：指分配给DHCP客户机的IP地址范围，在DHCP服务器内必须创建一个或多个作用域，当DHCP客户机租用IP地址时，DHCP服务器就从作用域内选取一个适合的、尚未分配的IP地址给客户机。
2）DHCP选项：DHCP服务器除了将IP地址和子网掩码分配给DHCP客户机外，还可以分配一些配置选项如默认网关、DHCP服务器、DNS服务器、WINS服务器地址等，这样客户端无须手动设置这些信息。
ch6-part1-FX系列PLC的常用应用指令
MC2区 执行CJ 时，须
MC1中的MC有效
ch.6 -11
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6.2.2 条件跳转
跳转指令调用的指针：P0 ~ P4095。其中P63用 于跳转到END位置，而END指令处不能标记P63。 跳转方向：
可以跳转到比跳转指令步序号小的位置，但要注意 扫描时间不能超过200ms，否则会产生看门狗定时器 出错 多个跳转指令也可以向一个地方跳转，但某个跳转 程序段所使用的指针不能再供其它跳转程序段或子程 序段所使用（即左母线左边的标号标记不能重复）
用法举例： P163图6.18
ch.6 -25
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6.3.5 BCD与BIN之间的相互转换
2. BCD转换成BIN指令（FNC19 BIN）:将由源[S.]所指定的
BCD数据转换成BIN数据，并将转换结果传送到由目标[D.] 所指定的元件中。
用法举例：
ch.6 -10
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6.2.2 条件跳转
跳转指令（CJ）与主控指令MC的关系：
MC区外 MC区外 MC区内 MC区内
MC1区
MC区外 MC区内 MC区内 MC区外
CJ 的执行与MC 是否有效无关 执行CJ 时， 须MC有效
ch.6 -18
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6.3.2 触点式比较指令
触点式比较指令（FNC224 ～ FNC246）
CH6虚拟网
端口2 （属VLAN3）
端口7
24
VLAN3 (1,2,7) VLAN4 (4,5,6)
终端Y
计 算 机 网 络 与 应 用
第六章
交换与虚拟网
VLAN的成员变化举例
例：根据前面已调整的VLAN，将终端X从vlan3迁移到 VLAN4 VLAN设备A VLAN1 (2,3,4,8)
终端X
端口1
端口4 （属VLAN1/2/3）
终端Y
计 算 机 网 络 与 应 用
第六章
交换与虚拟网
VLAN的成员变化举例－交换机A变化
VLAN设备A 终端X
端口1
端口4 （属VLAN1/2/3）
变化后： VLAN1 (2,3,4,8) VLAN1 (2,3,4,8) VLAN2 (1,4,5,6) VLAN2 (1,4,5,6) VLAN4 (1,4) VLAN3 (1,4)
校验
帧起始
目的 源MAC 类型 MAC地址 地址
数据
校验
存储转发
7
计 算 机 网 络 与 应 用
第六章
交换与虚拟网
三、 虚拟网(VLAN)
提供物理局域网流量控制的方法 由需要交换消息的系统组成 VLAN中的流量通常不会跨越界限 VLAN具有自己独立并唯一的标识 不同的VLAN可以共用同一个物理网络 需要支持VLAN的硬件设备
第六章
交换与虚拟网
经过修改后更有效的VLAN
VLAN设备A
终端X
端口1
端口4 （属VLAN1/2/3）
VLAN1 (2,3,4,8) VLAN2 (1,4,5,6) VLAN3 (1,4)
端口3 VLAN设备B （属VLAN1/2/3） 端口12 （属VLAN3） VLAN设备C
第1-2章-无线通信概述
6
蜂窝网络的构成（第2代）
重要名词：
MS（Mobile Station）：移动台， 如手机。 BS（Base Station）： 基站。 MSC（Mobile Switching Center）移 动交换中心。
7
有基础设施的集中式无线网络
蜂窝系统属于有基础设 施（如基站）的网络。 任意两个网内用户（或 者网内用户和有线网用 户）之间的通信都要通 过基站（BS）“中转”， 这一点和一般的点对点 无线通信（如，无线对 讲机）是不同的。
Networks： A Unified Approach” 《无线网络通信原理与应 用》（中译本书名）
3
本课程的基本要求（1）
就所选教材而言，主要讲解以下各章： 第1章（无线通信系统概述）、第3章 （蜂窝的概念）、第4章（大尺度路径损 耗）、第5章（小尺度衰落和多径效应）、 第6章（移动无线电中的调制技术）、第 7章（均衡、分集和信道编码）、第9章 （无线通信多址接入技术）
11
发生了什么？
发生了什么？
12
无线通信的发展历史——酝酿
20世纪六十年代到七十年代，贝尔实验 室提出了蜂窝的概念，即把整个覆盖范 围划分成小的单元，每个单元复用整个 频带的一部分以提高频率利用率。
模拟蜂窝系统：1979年，第一个具有大 的覆盖范围和自动交换功能的系统由爱 立信公司推出，并建立北欧移动电话系 统（NMT）。后来美国也建立了AMPS系 统。其特点是使用模拟调制，蜂窝网。
和空中通信； 按多址方式可分为频分多址(FDMA)、 时
分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等； 按覆盖范围可分为广域网和局域网；
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无线通信系统的分类(2)
按业务类型可分为电话网、 数据网和多 媒体网；
蜂窝网络的构成（第2代）
重要名词：
MS（Mobile Station）：移动台， 如手机。 BS（Base Station）： 基站。 MSC（Mobile Switching Center）移 动交换中心。
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有基础设施的集中式无线网络
蜂窝系统属于有基础设 施（如基站）的网络。 任意两个网内用户（或 者网内用户和有线网用 户）之间的通信都要通 过基站（BS）“中转”， 这一点和一般的点对点 无线通信（如，无线对 讲机）是不同的。
Networks： A Unified Approach” 《无线网络通信原理与应 用》（中译本书名）
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本课程的基本要求（1）
就所选教材而言，主要讲解以下各章： 第1章（无线通信系统概述）、第3章 （蜂窝的概念）、第4章（大尺度路径损 耗）、第5章（小尺度衰落和多径效应）、 第6章（移动无线电中的调制技术）、第 7章（均衡、分集和信道编码）、第9章 （无线通信多址接入技术）
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发生了什么？
发生了什么？
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无线通信的发展历史——酝酿
20世纪六十年代到七十年代，贝尔实验 室提出了蜂窝的概念，即把整个覆盖范 围划分成小的单元，每个单元复用整个 频带的一部分以提高频率利用率。
模拟蜂窝系统：1979年，第一个具有大 的覆盖范围和自动交换功能的系统由爱 立信公司推出，并建立北欧移动电话系 统（NMT）。后来美国也建立了AMPS系 统。其特点是使用模拟调制，蜂窝网。
和空中通信； 按多址方式可分为频分多址(FDMA)、 时
分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等； 按覆盖范围可分为广域网和局域网；
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无线通信系统的分类(2)
按业务类型可分为电话网、 数据网和多 媒体网；
第6章工业控制编程语言标准IEC61131
Ch6 工业控制编程语言标准 IEC61131-3
一、IEC61131-3标准的产生与特点
1、传统PLC编程语言的不足
➢梯形图语言规范不一致 ➢程序可复用性差 ➢缺乏足够的程序封装能力 ➢不支持数据结构 ➢程序执行具有局限性 ➢难以实现选择或并行等复杂顺控操作 ➢传统的梯形图编程在算术运算处理、字符串或文 字处理等方面均不能提供强有力的支持
4、优势
➢采用现代软件模块化原则，主要内容包括： 编程语言支持模块化，将常用的程序功能划分 为若干单元，并加以封装，构成编程的基础。 模块化时，只设置必要的、尽可能少的输入和 输出参数，尽量减少交互作用和内部数据交换。 模块化接口之间的交互作用均采用显性定义。 将信息隐藏于模块内，对使用者来讲只需了解 该模块的外部特性（即功能、输入和输出参数）， 而无需了解模块内算法的具体实现方法。
2、IEC 61131-3标准的产生
1992年以后，IEC陆续颁布施行可编程序控制器国际标准 IEC 61131的各个部分。已正式颁布的有： ➢IEC 61131-1 通用信息，2003年5月出版第二版） ➢IEC 61131-2 装置要求与测试，2003年2月出版第二版） ➢IEC 61131-3 编程语言，2003年1月出版第二版） ➢IEC 61131-4 用户导则（1995） ➢IEC 61131-5 通信服务规范2000） ➢IEC 61131-7 模糊控制编程软件工具实施（2000） ➢IEC 61131-8 IEC 61131-3语言的应用和实现导则（2001）
2、数据类型
IEC 61131-3对数据类型进行了定义，从而防止 对数据类型的不同设置而发生出错。数据类型的标 准化是编程语言开放性的重要标准。
在IEC 61131-3中定义一般数据类型和非一般数 据类型两类。非一般数据类型又可分为基本数据类 型和衍生数据类型。基本数据类型有21种。
一、IEC61131-3标准的产生与特点
1、传统PLC编程语言的不足
➢梯形图语言规范不一致 ➢程序可复用性差 ➢缺乏足够的程序封装能力 ➢不支持数据结构 ➢程序执行具有局限性 ➢难以实现选择或并行等复杂顺控操作 ➢传统的梯形图编程在算术运算处理、字符串或文 字处理等方面均不能提供强有力的支持
4、优势
➢采用现代软件模块化原则，主要内容包括： 编程语言支持模块化，将常用的程序功能划分 为若干单元，并加以封装，构成编程的基础。 模块化时，只设置必要的、尽可能少的输入和 输出参数，尽量减少交互作用和内部数据交换。 模块化接口之间的交互作用均采用显性定义。 将信息隐藏于模块内，对使用者来讲只需了解 该模块的外部特性（即功能、输入和输出参数）， 而无需了解模块内算法的具体实现方法。
2、IEC 61131-3标准的产生
1992年以后，IEC陆续颁布施行可编程序控制器国际标准 IEC 61131的各个部分。已正式颁布的有： ➢IEC 61131-1 通用信息，2003年5月出版第二版） ➢IEC 61131-2 装置要求与测试，2003年2月出版第二版） ➢IEC 61131-3 编程语言，2003年1月出版第二版） ➢IEC 61131-4 用户导则（1995） ➢IEC 61131-5 通信服务规范2000） ➢IEC 61131-7 模糊控制编程软件工具实施（2000） ➢IEC 61131-8 IEC 61131-3语言的应用和实现导则（2001）
2、数据类型
IEC 61131-3对数据类型进行了定义，从而防止 对数据类型的不同设置而发生出错。数据类型的标 准化是编程语言开放性的重要标准。
在IEC 61131-3中定义一般数据类型和非一般数 据类型两类。非一般数据类型又可分为基本数据类 型和衍生数据类型。基本数据类型有21种。
ch6 计算机网络
计算机网络的发展方向
高速化 综合服务和宽带化 智能化 标准化 通信的可移动性 网络的安全性
计算机网络的功能
数据通信 资源共享 负载均衡 提高可靠性
计算机网络的分类
按通信距离进行分类 广域网(WAN)、 城域网 广域网 、 城域网(MAN)、 局域网 、 (LAN) 按网络的拓扑结构进行分类 星型、环型、 星型、环型、总线型结构 按信息传输介质分类 双绞线网、同轴电缆网、 双绞线网、同轴电缆网、光纤网等
LAN（ network） 局域网 LAN（Local area network） 局域网地理范围一般在几百米到二十公 里之间，适用于一个建筑物（办公楼） 里之间 ， 适用于一个建筑物 （ 办公楼 ） 或相 邻的大楼内， 邻的大楼内 ， 属于一个部门或者单位组建的 专用网络， 如公司或高校的校园内部网络 校园内部网络。 专用网络 ， 如公司或高校的 校园内部网络 。
环型拓扑结构
环型拓扑结构的缺点：由于通信结构的封闭性， 环型拓扑结构的缺点：由于通信结构的封闭性，一 缺点 个节点出现故障会引起全网的故障。 个节点出现故障会引起全网的故障。
计算机网络的基本组成
计算机系统 通信线路和通信设备 能的计算机系统 负责数据信息的收集、处理、存储、 负责数据信息的收集、处理、存储、传播和 提供共享资源
指通信双方必须共同遵守的约定和通信规则 如TCP/IP协议 协议 规定使用什么样的格式表达、组织和传输数 格式表达 规定使用什么样的格式表达、组织和传输数 如何校验和纠正信息传输的错误， 校验和纠正信息传输的错误 据，如何校验和纠正信息传输的错误，传输 信息的时序组织与控制机制等
返回
网络软件
是一种在网络环境下使用和运行或者控制和 管理网络工作的计算机软件
Ch6 微型计算机原理与接口技术 答案
能。 I/O端口的编址方式通常有两种：一是与内存单元统一编址，二是独立编址。8088/8086系统采用I/O端口独立编 址方式。 6.2 试比较4种基本输入输出方法的特点。（不要求） 解：在微型计算机系统中，主机与外设之间的数据传送有4种基本的输入输出方式： 无条件传送方式、查询工作方式、中断工作方式、直接存储器存取(DMA)方式。 它们各自具有以下特点： （1）无条件传送方式适合与简单的、慢速的、随时处于“准备好”接收或发送数据的外部设备，数据交换与指令的 执行同步，控制方式简单。 （2）查询工作方式针对并不随时“准备好”、且满足一定状态才能实现数据的输入/输出的简单外部设备，其控制方 式也比较简单，当CPU的效率比较低。 （3）中断工作方式是由外部设备作为主动的一方，在需要时向CPU提出工作请求，CPU在满足响应条件时响应该 请求并执行相应的中断处理程序。这种工作方式使CPU的效率提高，但控制方式相对较复杂。 （4）DMA方式适合于高速外设，是4种基本输入/输出方式中速度最高的一种。
解：16位地址信号通过译码电路与74LS244芯片连接。其连接如下图所示。
74LS244
...
…
IOR
A 15
A 13
A 12
A 11
系
A 10
统
A9
总
A8
线
A2
A 14
A7
A6
A5 A4 A3
A A
01
DB
≥1 ≥1
&
D0
I0
I1 D7
. . .
E1 I7
E2
2
www.khd课后a答w案.网com
断点的逆过程。即CPU会自动地将堆栈内保存的断点信息弹出到IP、CS和FLAG中，保证被中断 的程序从断点处继续往下执行。 6.11 CPU满足什么条件能够响应可屏蔽中断？
解：16位地址信号通过译码电路与74LS244芯片连接。其连接如下图所示。
74LS244
...
…
IOR
A 15
A 13
A 12
A 11
系
A 10
统
A9
总
A8
线
A2
A 14
A7
A6
A5 A4 A3
A A
01
DB
≥1 ≥1
&
D0
I0
I1 D7
. . .
E1 I7
E2
2
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断点的逆过程。即CPU会自动地将堆栈内保存的断点信息弹出到IP、CS和FLAG中，保证被中断 的程序从断点处继续往下执行。 6.11 CPU满足什么条件能够响应可屏蔽中断？
大学计算机基础
P11
4.计算机的字长是指（C） A.计算机所能处理的数据的位数 B.数据总线的位数 C.一次能处理的二进制数据的位数 D.存储器地址的位数
P13
5.微处理器主要包含了（B)等几个功能部件 A.总线、计算器、控制器、存储器 B.寄存器、运算器、控制器、片内总线（内部总线） C.程序计数器、指令寄存器、指令译码器、操作控制电路 D.运算器、移位器、数据暂存器、控制器
40.计算机硬件可以直接识别（B） A.VB 语言指令 B.机器语言指令 C.汇编语言指令 D.以上都可以
41.指令系统是(B) A.所有计算机能够识别机器指令集合 B.某一系列计算机能够识别的机器指令的集合 C.所有计算机能够识别的各种语言语句的集合 D.某一系列计算机能够识别的各种语句的集合
42.指令中的操作码表示的是（A） A.做什么操作 B.停止操作 C.操作结束 D.操作地址
南卷汇，难卷汇
P19
13.主机与外设之间的数据传输控制方式主要有（C) A.电子控制方式，自动控制方式，随机控制方式，程序控制方式 B.模拟控制方式，数字控制方式，硬件控制方式，软机控制方式 C.应答（查询）控制方式，中断控制方式，DMA 控制方式，通道控制方式 D.缓冲方式，直接控制方式，同步控制方式，异步控制方式
53.判断题
1.一台计算机能够识别的指令的多少和种类与其 CPU 无关 （错）
2.图灵机能够模拟计算机但计算机难以模拟图灵机
（错）
54.结构化程序设计方法中不注重强调程度的（D） A.结构清晰 B.可读性好 C.易于修改 D.执行效率高
55.以下活动中不属于系统性问题求解核心的活动是（D） A.需求分析 B.软件设计 C.软件测试 D.软件质量保证
59.编译型语言和解释型语言相比（D） A.编译型语言对程序不进行代码优化 B.编译型语言不必借助其他工具可逐条调试源代码 C.编译型语言产生的目标代码执行时不能脱离变异环境 D.编译型语言产生的目标代码执行效率高
4.计算机的字长是指（C） A.计算机所能处理的数据的位数 B.数据总线的位数 C.一次能处理的二进制数据的位数 D.存储器地址的位数
P13
5.微处理器主要包含了（B)等几个功能部件 A.总线、计算器、控制器、存储器 B.寄存器、运算器、控制器、片内总线（内部总线） C.程序计数器、指令寄存器、指令译码器、操作控制电路 D.运算器、移位器、数据暂存器、控制器
40.计算机硬件可以直接识别（B） A.VB 语言指令 B.机器语言指令 C.汇编语言指令 D.以上都可以
41.指令系统是(B) A.所有计算机能够识别机器指令集合 B.某一系列计算机能够识别的机器指令的集合 C.所有计算机能够识别的各种语言语句的集合 D.某一系列计算机能够识别的各种语句的集合
42.指令中的操作码表示的是（A） A.做什么操作 B.停止操作 C.操作结束 D.操作地址
南卷汇，难卷汇
P19
13.主机与外设之间的数据传输控制方式主要有（C) A.电子控制方式，自动控制方式，随机控制方式，程序控制方式 B.模拟控制方式，数字控制方式，硬件控制方式，软机控制方式 C.应答（查询）控制方式，中断控制方式，DMA 控制方式，通道控制方式 D.缓冲方式，直接控制方式，同步控制方式，异步控制方式
53.判断题
1.一台计算机能够识别的指令的多少和种类与其 CPU 无关 （错）
2.图灵机能够模拟计算机但计算机难以模拟图灵机
（错）
54.结构化程序设计方法中不注重强调程度的（D） A.结构清晰 B.可读性好 C.易于修改 D.执行效率高
55.以下活动中不属于系统性问题求解核心的活动是（D） A.需求分析 B.软件设计 C.软件测试 D.软件质量保证
59.编译型语言和解释型语言相比（D） A.编译型语言对程序不进行代码优化 B.编译型语言不必借助其他工具可逐条调试源代码 C.编译型语言产生的目标代码执行时不能脱离变异环境 D.编译型语言产生的目标代码执行效率高
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• 电路交换机按照电路接续方式的不同，有 空分交换机和时分交换机。
• 1. 空分交换机
• 空分电路交换是采用所谓空间交换。在空 分交换机中，电路中的每条路径在空间上 和其他路径区分开，这项技术原来是设计 使用在模拟网络中，但是目前它被同时使 用在模拟和数字网络中。
• 这是一项古老而成熟的技术。在发展过程 中出现了许多设计方案，如纵横制交换机 和多级交换机。
图6.2所示为电路交换网络的例子。
6.1.2 电路交换机
• 电路交换机是实现电路交换的主要设备， 它由交换电路和控制电路两部分组成。
• 交换电路的作用是完成相应电路的连接， 在主叫用户和被叫用户之间建立一条传输 通路；
• 控制部分的主要功用是根据主叫用户的选 线信号来控制交换电路完成接续。
• （1）纵横制交换机
• 纵横制交换机是由矩阵开关组成，在矩阵 的每一个交叉点上都有一个电子开关，一 个n个输入和m个输出的矩阵开关如图6.3所 示。
• 使用纵横制连接n个输入和m个输出需要n × m个纵横交叉点。
• （2）多级交换机
• 把多个纵横制交换机串联起来组合成若干个级联 的多级交换机。
• 多级交换机的结构设计
1）在多级交换中，终端设备先连接到交换 机中，然后将这个交换机的输出再连接到其他交 换机的输入端，最后一级的输出端用来连接终端。
2）多级交换机的设计取决于级联的数目和 在每个级联所需要(或想要)的交换机数量。通常 中间级联的交换机数目比第一级和最后一级少。
多级交换机设计规则
只有电路建立阶段延迟和数据传输阶段线路的传 播延迟，因此数据传输的延迟时间短，实时传输 性能比较好。 • ②信息传输效率较高。这是因为交换机对用 户的数据信息不进行存储、分析和处理，所以交 换机在处理方面的开销比较小，对用户的数据信 息不需要附加许多用于控制的信息。 • ③对用户提供“透明”传输通路。这是因为 传输信息的编码方法和信息格式不受限制，故网 络对于用户是透明的。
• 建立一条专用的传输通道，(物理通道又可 以是逻辑通道)（使用时分或频分复用技 术）。
• 进行数据通信。
6.1 电路交换方式
• 6.1.1 电路交换原理 • 6.1.2 电路交换机 • 6.1.3 电路交换机特性分析
6.1.1 电路交换原理
• 1. 电路建立阶段 • 2. 数据传送阶段 • 3. 电路拆除阶段
• （2）分类 • 时―空―时(TST) • 时―空―空―时(TSST) • 空―时―时―空(STTS) • 或其他组合。
• （3）简单的TST交换机
• 这个交换机由两个时间级和一个空间级组成，并 有12个输入和12个输出。在此系统中，它将输入 划分为三个组(每四个输入一组)，同时将它们引 入到3个时分交换电路中。这种方法的结果是平均 时延只有使用一个时分交换电路来处理所有12个 输入的三分之一。
的链路(网状拓扑结构)，或者在一个中心 设备和每个其他设备之间设置一条点到点 的链路(星型拓扑结构)。(成本高，线路利 用率低 )
• 方案二
将各个用户终端通过一个具有交换功 能的网络连接起来，使得接入该网络的两 个用户终端由网络来实现必需的交换操作。
原理图
• 优缺点
• 线路利用率高
• 有时延
• 如果有多个用户同时进行通信，还可能出 现由于争用线路而引起的“阻塞”和“拥 挤”现象。
• 2. 时分交换机
• 时分电路交换采用的是时分多路复用原理， 即在一条公用通信线路上，多个终端在l帧 的时间内，分别占用一定的时隙，用户信 号的传输在时间上是不连续的，但只要满 足取样定理要求，就可进行正常通信。
（1）两种实现方法
图6.5 两种时分复用技术
• 说明： （1）图a按顺序交换，实现容易。 （2）图b插入一个时间片交换（TSI）设备。 TSI根பைடு நூலகம்要求，改变了传送数据的顺序。如 图所示，输入顺序是1、2、3、4，经过TSI
后的 输出顺序为3、4、1、2。因而， 使数据达到了交换的目的。
（2）TSI的工作原理
它由若干个随机存储器RAM和交换开关组成。 RAM的大小和单个输入端每个时间片输入数 据的大小相等。而RAM的数量等于交换系统 输入通道的数量。RAM按照收到的顺序填满 各自的存储空间（由顺序控制开关控制）。 然后，再按照选择控制开关控制的顺序输 出。
• 输入级 （1）交换机数×交换机输入端数=n （2）输入交换机输出端=中间交换机数
• 输出级 （1）交换机数×交换机输出端数=m （2）输出交换机输入端=中间交换机数
• 中间级 （1）数量<输入交换机数(或输出交换机数) （2）输入端数=输入交换机数 （3）输出端数=输出交换机数
• 例：设计一个32 ×32的多级交换机。
常用交换方法
• 电路交换 • 报文交换
数据报 • 分组交换
虚电路 帧中继
• 高速分组交换 ATM
第6章 数据交换技术
• 6.1 电路交换方式 • 6.2 报文交换方式 • 6.3 分组交换方式 • 6.4 帧中继 • 6.5 ATM技术
6.1 电路交换方式
• 电路交换（Circuit Switching）也称为 线路交换，是一种直接的交换方式。
• 最后一级是第一级的镜像。中间级是一个空分 交换机(纵横开关)，它将TSI组连接在一起，允许 所有可能的从输入到输出的连接方式(如连接第一 组的输入3到第二组的输出7)。
• （3）简单的TST交换机
6.1.3 电路交换机特性分析
• （1）电路交换的优点 • ①信息传输延迟时间短。数据交换过程中，
3. 时分和空分混合交换机
（1）问题的提出
空分交换的优点是实时性。它的缺点是当用户数量多 时需要的纵横交叉点太多。
时分交换的优点不需要任何纵横交叉点。它的缺点是 处理每个连接时会引入时延。而且每个时间片的数据都必 须先存放在RAM中，然后在取出和处理。
因此，人们又提出一种把二者结合起来的方案，这就是时 分和空分混合交换机。该交换机的特点是把时分交换技术 和空分交换技术结合起来。这种技术的交换机在物理上 (纵横交叉点的数目)和时间上(时延)都是最优化的。
第6章 数据交换技术
• 1.定义
直接进入目录
• 数据交换技术是实现远距离多节点数据通 信必须依靠的技术。
• 在通信网中，当有多个用户之间进行通信 时，就要考虑如何把它们连接起来，使一 对一的通信成为可能。这种技术可把数据 信号从一个节点传向另一个节点，直至到 达目的地。
•
2.解决方案
• 方案一 在每对设备之间安装一条点到点
• 1. 空分交换机
• 空分电路交换是采用所谓空间交换。在空 分交换机中，电路中的每条路径在空间上 和其他路径区分开，这项技术原来是设计 使用在模拟网络中，但是目前它被同时使 用在模拟和数字网络中。
• 这是一项古老而成熟的技术。在发展过程 中出现了许多设计方案，如纵横制交换机 和多级交换机。
图6.2所示为电路交换网络的例子。
6.1.2 电路交换机
• 电路交换机是实现电路交换的主要设备， 它由交换电路和控制电路两部分组成。
• 交换电路的作用是完成相应电路的连接， 在主叫用户和被叫用户之间建立一条传输 通路；
• 控制部分的主要功用是根据主叫用户的选 线信号来控制交换电路完成接续。
• （1）纵横制交换机
• 纵横制交换机是由矩阵开关组成，在矩阵 的每一个交叉点上都有一个电子开关，一 个n个输入和m个输出的矩阵开关如图6.3所 示。
• 使用纵横制连接n个输入和m个输出需要n × m个纵横交叉点。
• （2）多级交换机
• 把多个纵横制交换机串联起来组合成若干个级联 的多级交换机。
• 多级交换机的结构设计
1）在多级交换中，终端设备先连接到交换 机中，然后将这个交换机的输出再连接到其他交 换机的输入端，最后一级的输出端用来连接终端。
2）多级交换机的设计取决于级联的数目和 在每个级联所需要(或想要)的交换机数量。通常 中间级联的交换机数目比第一级和最后一级少。
多级交换机设计规则
只有电路建立阶段延迟和数据传输阶段线路的传 播延迟，因此数据传输的延迟时间短，实时传输 性能比较好。 • ②信息传输效率较高。这是因为交换机对用 户的数据信息不进行存储、分析和处理，所以交 换机在处理方面的开销比较小，对用户的数据信 息不需要附加许多用于控制的信息。 • ③对用户提供“透明”传输通路。这是因为 传输信息的编码方法和信息格式不受限制，故网 络对于用户是透明的。
• 建立一条专用的传输通道，(物理通道又可 以是逻辑通道)（使用时分或频分复用技 术）。
• 进行数据通信。
6.1 电路交换方式
• 6.1.1 电路交换原理 • 6.1.2 电路交换机 • 6.1.3 电路交换机特性分析
6.1.1 电路交换原理
• 1. 电路建立阶段 • 2. 数据传送阶段 • 3. 电路拆除阶段
• （2）分类 • 时―空―时(TST) • 时―空―空―时(TSST) • 空―时―时―空(STTS) • 或其他组合。
• （3）简单的TST交换机
• 这个交换机由两个时间级和一个空间级组成，并 有12个输入和12个输出。在此系统中，它将输入 划分为三个组(每四个输入一组)，同时将它们引 入到3个时分交换电路中。这种方法的结果是平均 时延只有使用一个时分交换电路来处理所有12个 输入的三分之一。
的链路(网状拓扑结构)，或者在一个中心 设备和每个其他设备之间设置一条点到点 的链路(星型拓扑结构)。(成本高，线路利 用率低 )
• 方案二
将各个用户终端通过一个具有交换功 能的网络连接起来，使得接入该网络的两 个用户终端由网络来实现必需的交换操作。
原理图
• 优缺点
• 线路利用率高
• 有时延
• 如果有多个用户同时进行通信，还可能出 现由于争用线路而引起的“阻塞”和“拥 挤”现象。
• 2. 时分交换机
• 时分电路交换采用的是时分多路复用原理， 即在一条公用通信线路上，多个终端在l帧 的时间内，分别占用一定的时隙，用户信 号的传输在时间上是不连续的，但只要满 足取样定理要求，就可进行正常通信。
（1）两种实现方法
图6.5 两种时分复用技术
• 说明： （1）图a按顺序交换，实现容易。 （2）图b插入一个时间片交换（TSI）设备。 TSI根பைடு நூலகம்要求，改变了传送数据的顺序。如 图所示，输入顺序是1、2、3、4，经过TSI
后的 输出顺序为3、4、1、2。因而， 使数据达到了交换的目的。
（2）TSI的工作原理
它由若干个随机存储器RAM和交换开关组成。 RAM的大小和单个输入端每个时间片输入数 据的大小相等。而RAM的数量等于交换系统 输入通道的数量。RAM按照收到的顺序填满 各自的存储空间（由顺序控制开关控制）。 然后，再按照选择控制开关控制的顺序输 出。
• 输入级 （1）交换机数×交换机输入端数=n （2）输入交换机输出端=中间交换机数
• 输出级 （1）交换机数×交换机输出端数=m （2）输出交换机输入端=中间交换机数
• 中间级 （1）数量<输入交换机数(或输出交换机数) （2）输入端数=输入交换机数 （3）输出端数=输出交换机数
• 例：设计一个32 ×32的多级交换机。
常用交换方法
• 电路交换 • 报文交换
数据报 • 分组交换
虚电路 帧中继
• 高速分组交换 ATM
第6章 数据交换技术
• 6.1 电路交换方式 • 6.2 报文交换方式 • 6.3 分组交换方式 • 6.4 帧中继 • 6.5 ATM技术
6.1 电路交换方式
• 电路交换（Circuit Switching）也称为 线路交换，是一种直接的交换方式。
• 最后一级是第一级的镜像。中间级是一个空分 交换机(纵横开关)，它将TSI组连接在一起，允许 所有可能的从输入到输出的连接方式(如连接第一 组的输入3到第二组的输出7)。
• （3）简单的TST交换机
6.1.3 电路交换机特性分析
• （1）电路交换的优点 • ①信息传输延迟时间短。数据交换过程中，
3. 时分和空分混合交换机
（1）问题的提出
空分交换的优点是实时性。它的缺点是当用户数量多 时需要的纵横交叉点太多。
时分交换的优点不需要任何纵横交叉点。它的缺点是 处理每个连接时会引入时延。而且每个时间片的数据都必 须先存放在RAM中，然后在取出和处理。
因此，人们又提出一种把二者结合起来的方案，这就是时 分和空分混合交换机。该交换机的特点是把时分交换技术 和空分交换技术结合起来。这种技术的交换机在物理上 (纵横交叉点的数目)和时间上(时延)都是最优化的。
第6章 数据交换技术
• 1.定义
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• 数据交换技术是实现远距离多节点数据通 信必须依靠的技术。
• 在通信网中，当有多个用户之间进行通信 时，就要考虑如何把它们连接起来，使一 对一的通信成为可能。这种技术可把数据 信号从一个节点传向另一个节点，直至到 达目的地。
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2.解决方案
• 方案一 在每对设备之间安装一条点到点