现代交换原理 第1章 交换概论
交换机使用培训计划
交换机使用培训计划第一部分：概论一、培训目的：交换机是现代网络中必不可少的设备之一，它起着连接各种网络设备、管理网络流量的重要作用。
本次培训旨在帮助学员了解交换机的基本原理和使用方法，提高其对网络设备的理解和操作能力，为日后的网络管理工作打下扎实的基础。
二、培训对象：本培训对象为公司网络运维部门的新员工和需要提升网络管理能力的老员工。
三、培训内容：1.交换机基本原理介绍2.交换机的类型和功能3.交换机的基本操作4.交换机的故障排除5.交换机的安全管理6.交换机的性能优化四、时间安排：本次培训计划为期5天，每天上午9:00-11:30，下午13:30-16:00。
第二部分：培训内容一、交换机基本原理介绍1.1 交换机的概念和作用1.2 交换机的工作原理1.3 交换机的分类及特点1.4 交换机与集线器的区别1.5 交换机的应用场景二、交换机的类型和功能2.1 交换机的种类及特点2.2 交换机的端口类型2.3 交换机的业务特性2.4 交换机的QoS管理2.5 交换机的安全功能三、交换机的基本操作3.1 交换机的基本设置3.2 交换机的命令行操作3.3 交换机的WEB管理3.4 交换机的远程管理3.5 交换机的系统维护四、交换机的故障排除4.1 交换机故障的种类及原因4.2 交换机故障的诊断方法4.3 交换机的故障预防4.4 交换机故障的处理流程4.5 交换机故障的日常维护五、交换机的安全管理5.1 交换机的安全策略5.2 交换机的漏洞管理5.3 交换机的访问控制5.4 交换机的防火墙配置5.5 交换机的安全审计六、交换机的性能优化6.1 交换机性能指标的评估6.2 交换机性能优化的方法6.3 交换机的负载均衡配置6.4 交换机的带宽管理6.5 交换机的性能调优第三部分：培训方法本次培训将采取理论讲解和实际操作相结合的方式进行。
每天上午进行理论课程的讲解，下午进行实际操作的演练，学员将在实验室环境中操作真实的交换机设备，加深对课程内容的理解和掌握。
现代交换原理
现代交换原理
现代社会的发展离不开交换，交换原理贯穿于各个领域，影响着人们的生活和工作。
在经济领域，交换原理是市场经济的基础，通过买卖交换实现资源配置和价值实现；在人际关系中，交换原理是人际交往的基础，通过互相帮助和支持实现共赢；在科技领域，交换原理是知识和技术的传播方式，通过交流和合作实现创新和进步。
现代交换原理的核心是价值互换，即一方提供一定的价值，另一方也提供相应的价值，双方达成交易。
这种交换不仅体现了个体之间的互助互利，也促进了社会资源的合理配置和利用。
在市场经济中，供需关系决定了价格和价值的交换，通过市场交易实现资源的优化配置；在人际关系中，互相帮助和支持的交换增进了人与人之间的信任和友谊；在科技领域，知识和技术的交换促进了创新和发展。
然而，现代社会的交换原理也存在一些问题和挑战。
在市场经济中，交换可能会受到信息不对称、垄断和不公平竞争的影响，导致资源配置不够有效和公平；在人际关系中，利益冲突和信任缺失可能导致交换关系的破裂；在科技领域，知识产权和技术壁垒可能阻碍交换和合作。
因此，现代社会需要建立健全的交换机制，促进交换的公平和有效。
在市场经济中，需要加强监管和规范，防止垄断和不公平竞争，保障市场的公平和效率；在人际关系中，需要加强沟通和信任建设，促进互相理解和支持；在科技领域，需要加强知识和技术的共享和合作，促进创新和发展。
总之，现代交换原理是社会发展的重要基础，它影响着经济、人际关系和科技发展。
通过建立健全的交换机制，促进交换的公平和有效，才能实现资源的合理配置和社会的和谐发展。
《现代交换原理》PPT课件
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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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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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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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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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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
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分组交换协议
X.25
交换原理TST交换网络设计1
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2010年春季学期交换原理课程设计题目：T-S-T数字交换网络设计专业班级：通信工程（3）班姓名：学号：指导教师：蔺莹成绩：摘要一个完整的通信系统由终端、交换、传输三部分构成，交换是通信系统的核心。
其中，时分接线器( T型) 和空分接线器( S型)是程控交换技术中最基本的交换单元电路。
单独的T接线器和S接线器，只适用于容量比较小的交换机，而对于大容量的交换机通常选用空分交换芯片和时分交换芯片构成TST交换网络，完成多语音用户间的交换。
TST（时分-空分-时分）交换网络是在电路交换系统中经常使用的一种交换网络，它是三级交换网络，两侧为T接线器，中间一级为S接线器，S级的出入线数决定于两侧T接线器的数量。
第1级T接线器：负责输入母线的时隙交换。
S接线器：负责母线之间的空间交换。
第2级T接线器：负责输出母线的时隙交换。
本次课程设计是在现代交换原理的基础上利用时分交换芯片MT8980及空分交换芯片MT8816构成TST交换网络。
其中，输入级T型接线器为顺序写入、控制读出，中间级S型接线器为输入控制方式也可以是输出控制工作方式，输出级T型接线器工作方式为控制写入、顺序读出。
关键字：交换网络 MT8980 MT8816 TST。
目录摘要 (1)目录 (2)前言 (3)第1章 TST网络及其组成 (4)1.1 时间接线器 (4)1.2 空间接线器 (4)1.3 TST数字交换网络 (5)第2章设计内容 (8)2.1 目的及意义 (8)2.2 训练任务及要求 (8)第3章设计所需元器件 (9)3.1 时分交换芯片MT8980 (9)3.2 空分交换MT8816 (10)3.3 AT89C51 (13)第4章 TST网络设计及步骤 (16)4..1 TST数字交换网络 (16)4.2 TST交换网络设计步骤 (16)第5章设计不足及改进 (22)5.1设计特点以及不足 (22)5.2改进意见 (22)参考文献 (24)课程设计总结 (25)前言交换的基本功能是在任意的入线和出线之间建立连接，或者说是将入线上的信息分发到出线上去。
《现代交换技术》本科课程教学大纲.doc
5. 9《现代交换技术》本科课程教学大纲一、课程基本信息课程名称(中、英文)：现代交换技术(Modern Switching Technology) 课程号(代码):30333330课程类别：专业核心课总学时：48 实验学时：4学分：3二、教学目的及要求：1、通过该课程的教学，应使学生了解下述内容：(1)交换在通信网的地位和作用(2)各种交换方式(3)交换技术的发展2、通过该课程的教学，应使学生熟悉下述内容：(1)数字程控交换的基本原理(2)电话通信网(3)分组交换的基本原理(4)ISDN的基本概念(5)ATM交换的基本原理(6)IP交换的基本概念3、通过该课程的教学，应使学生掌握下述内容：(1)交换单元的构成(2)各种交换网络(3)数字程控交换机的系统结构(4)No. 7信令系统(5)ATM交换技术三、教学内容：1交换概论(4学时)1.1交换的引入1.2各种交换方式1. 3,交换系统1. 4.以交换为核心的通信网 2交换网络（6学时）2.1交换单元2.2交换网络3数字程控电话交换与电话通信网（6学时）3.1概述3.2数字程控交换机的系统结构3. 3接口设备3. 4话路建立3. 5控制子系统3.6程控交换软件技术3. 7电话通信网4信令系统（4学时）4.1信令系统概述4. 2 7号信令系统4. 3 7号信令网5分组交换与分组交换网（6学时）5.1分组交换技术的产生和发展5. 2.分组交换的基本原理5. 3.分组交换协议——Xo 25协议5, 4.分组交换机5. 5分组交换网5.6帧中继技术6ISDN交换与综合业务数字网（4学时）6. 1 ISDN技术的发展6. 2 ISDN的基本概念6. 3 ISDN交换技术6.4综合业务数字网7ATM交换技术与宽带综合业务数字网（6学时）7. 1 ATM交换技术与宽带综合业务数字网的产生和发展7. 2 ATM基本原理7. 3 ATM交换技术7.4宽带综合业务数字网8IP交换技术（6学时）8.1概述8. 2 IP交换8.3标签交换8.4多协议标记交换9交换新技术（2学时）9.1软交换技术9.2光交换技术四、教材：《现代交换原理与通信网技术》，卞佳丽编著，北京邮电大学出版社，2005五、主要参考资料：《现代电信交换》，陈锡生等编著，北京邮电大学出版社，1999年第一版《现代交换原理》，金蕙文等编著，电子工业出版社，2000年第一版《现代交换技术》，张继荣等编著，西安电子科技大学出版社，2004年1 月第一版六、成绩评定：期末70%,平时：习题10%；出勤10%,实验10%。
现代交换技术(第二版)课件第1章-交换技术概述
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
实际上，每个用户话机 只有一对连接线。 引入了一种交换设备。
电话 交换机
1.1.1
一、什么是交换
交换就是利用交换 设备（交换机），将所 有用户话机都用一对线 接到交换设备上，由交 换设备完成任意两个或 多个用户话机连通。
交换的引入
电话 交换机
1.1.1
荷时呼损率增加。 不适于突发业务和对差错敏感的数据业务。
（一）电路交换
基本工作过程分为三阶段：
呼叫建立、信息传送、连接释放。
交换节点A 交换节点B 交换节点C
建立
传送
释放
（一）电路交换
2、多速率电路交换
其基本思路是：在传统电路交换基础上，对不同的 业务提供不同的带宽（基本速率的整数倍）。
主要特点（缺点）： ►基本速率较难确定。 ►速率类型不能太多。 ►固定带宽分配，不适应突发业务的要求。 ►控制较复杂等。
噪音源
已调信号
基带信号
模拟通信系统模型图
模拟信道
主要缺点：抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成
1.2.1
模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信 ► 数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。
信息源 信源编码器 信道编码器 调制器
模拟信号
数字信号
已调信号
传输媒质
噪音源
数字信道
受信者
信源译码器
程控交换与通信网
学时安排:
总学时 48， 理论 36， 实验 12
参考书：
《程控数字交换与交换网（第二版）》 ， 北京邮电大学出版社，叶敏编著。 《程控交换技术与设备（第二版）》，电 子工业出版社，劳文薇主编。
移动通信交换概论
名词解释
2.4移动通信交换主流厂家简介
华为技术有限公司
华为技术有限公司是一家总部位于中国广东深圳市的生产销售电信 设备的员工持股的民营科技公司，于1988年成立于中国深圳。华为的主 要营业范围是交换，传输，无线和数据通信类电信产品，在电信领域为 世界各地的客户提供网络设备、服务和解决方案。华为产品和解决方案 涵盖移动（HSDPA/WCDMA/EDGE/GPRS/GSM, CDMA2000 1xEVDO/CDMA2000 1X, TD-SCDMA和WiMAX）、核心网（IMS, Mobile Softswitch, NGN）、网络（FTTx, xDSL, 光网络, 路由器和LAN Switch）、 电信增值业务（IN, mobile data service, BOSS）和终端（UMTS/CDMA） 等领域。。
Байду номын сангаас
2.3主流运营商的网络
中国移动
中国移动目前的主要网络为GSM网。中国移动GSM网网络采用二级 网和三级网的混合结构。每个省设置一级汇接中心(TMSC1)负责省际话 务接续；省内设置二级汇接中心(TMSC2)，负责省内话务接续。
以福建移动为例：福建移动在福州和厦门各设置了一个一级汇接中 心(TMSC1)，与其他省市的一级汇接中心直连，负责福建移动与其它省 之间的省际话务接续。福州、厦门、泉州、漳州各设置1个二级汇接中 心TMSC2（福州B、厦门B、泉州B、漳州B），负责省内移动业务的汇接。 全省分福泉、厦漳两个汇接区，福州、泉州、莆田、宁德、南平，由福 州B、泉州B完成汇接功能，厦门、漳州、龙岩、三明，由厦门B、漳州B 完成汇接功能。
现代交换原理与通信网技术——第1章_交换概论
图1.14虚电路方式特点
数据报采用无连接工作方式（CL—Connection Less）， 在呼叫前不需要事先建立连接，而是边传送信息边选路，
并且各个分组依据分组头中的目的地址独立地进行选路。
图1.15数据报方式特点
面向连接工作方式和无连接工作方式的特点
（1）面向连接工作方式的特点：
不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接，其通信 过程可分为三个阶段：连接建立、传送信息、连接拆 除。 一旦连接建立，该通信的所有信息均沿着这个连接路 径传送，且保证信息的有序性（发送信息顺序与接收 信息顺序一致） 信息传送的时延相比无连接工作方式要小。
图1.10PCM30/32路同步时分复用系统
(4)信息传送无差错控制 (5)信息具有透明性 (6)基于呼叫损失制的流量控制
综述:
通过上述对电路交换特点的分析，我们不难看到：通 信网的业务特性决定了所采用的交换方式的特点，换 句话说，通信网采用的交换方式一定要适应其业务特 性。电话通信网中的话音业务，具有实时性强、可靠 性要求不高的特点，而电路交换不管是其面向连接的 特点，还是对信息无差错控制、透明传输以及基于呼 叫损失制的流量控制特点，都满足了话音业务的特性， 因而电话通信网采用电路交换方式。 电路交换由于无差错控制机制，因而对数据交换的可 靠性没有分组交换高，不适合对差错敏感的数据业务； 同时由于电路交换采用固定带宽分配方式，因而其电 路利用率低、不适合突发（burst）业务。电路交换适 合于实时性、恒定速率的业务。
1.2.8 IP交换
在这里我们所说的IP交换是指一类IP与ATM融合的技术它 主要有两大类：叠加模型、集成模型。 属于叠加模型的IP交换技术主要有CIP 、 IPOA和MPOA。 在叠加模式中，IP层运行于ATM层之上，实现信息传送 需要两套地址——ATM地址和IP地址、两种选路协议— —ATM选路协议和IP选路协议，还需要地址解析功能， 完成IP地址到ATM地址的映射。 属于集成模型的IP交换技术主要有IP交换、Tag交换和 MPLS。在集成模式中，只需要—种地址——IP地址， 一种选路协议——IP选路协议，无需地址解析功能，不 涉及ATM信令，但需要专用的控制协议来完成3层选路 到2层直通交换机构的映射。
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勤学 务实 开拓 创新
电路交换
通过上述对电路交换特点的分析得出3个结论：
1.通信网的业务特性决定了所采用的交换方式的特点:
电话通信网中的话音业务，具有实时性强、可靠性要 求不高的特点，而电路交换不管是其面向连接的特点， 还是对信息无差错控制、透明传输以及基于呼叫损失 制的流量控制特点，都满足了话音业务的特性，因而 电话通信网采用电路交换方式。 2. 电路交换由于无差错控制机制,因而对数据交换的可 靠性没有分组交换高，不适合对差错敏感的数据业务； 3.由于电路交换采用固定带宽分配方式，因而其电路 利用率低、不适合突发（burst）业务。电路交换适合 于实时性、恒定速率的业务。
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勤学 务实 开拓 创新
分组交换
虚电路与数据报的比较：
项目 分组头 选路 分组顺序 故障敏感性 应用
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类别
虚电路
数据报
逻辑信道标识
预先建立，映像表 按顺序到达，无失序 较为敏感 较连续的数据流
详细的目的地址
无建立过程，独立选路 会引起失序 故障防卫能力较强 面向事务的询问/响应 型数据业务
分组沿不同路径传送
发送分组顺序与接收分组顺序不相同
数据报方式特点
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勤学 务实 开拓 创新
分组交换
面向连接工作方式和无连接工作方式的特点
（1）面向连接工作方式的特点： 不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接，其通 信过程可分为三个阶段：连接建立、传送信息、连 接拆除。 一旦连接建立，该通信的所有信息均沿着这个连接 路径传送，且保证信息的有序性（发送信息顺序与 接收信息顺序一致） 信息传送的时延相比无连接工作方式要小。 一旦所建立的连接出现故障，信息传送就要中断， 必须重新建立连接，因此对故障敏感。
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勤学 务实 开拓 创新
电路交换
电路 交换 多速率电 快速电 路交换 路交换 ATM交 换 快速分 组交换 帧交 换 分组 交换
1、电路交换的基本过程： 是最早、最普遍的交换 方式，主要用于电话通信网。
建立阶段
摘机 听到拨号音 拨号 寻找被叫 向被叫送振铃 向主叫送回铃
信息传送（通话）
被叫摘机
通话
电话 交换机
6
7
8
4 3
用户个个相连
4
1
用户话机
4
3 2
1
2
交换节点的引入
勤学 务实 开拓 创新
交换的引入
交换设备、传输设 备和用户终端设备是通信 网的基本组成部分，称为 通信网的三要素。
采用多个交换节点
用户终端与交换机之间的连接线－用户线。 交换机与交换机之间的连接线－中继线。
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勤学 务实 开拓 创新
快速电路交换
快速电路交换特点 由于并不为每个呼叫专门分配和保留其所需 的宽带，因此提高了带宽的使用效率；
物理连接的建立和拆除要有相当高的速度；
由于只有当信息发送时才建立真正的连接， 因此时延比通常的电路交换要大。
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勤学 务实 开拓 创新
分组交换
电路 交换
多速率电 快速电 路交换 路交换
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勤学 务实 开拓 创新
帧中继
帧中继(FR)
帧中继与帧交换方式相比，其协议进一步简化， 它不仅没有三层协议功能，而且对二层协议也进行了 简化。它只保留了二层数据链路层的核心功能,没有 了流量控制、重发等功能，以达到为用户提供高吞吐 量、低时延特性，并适合突发性的数据业务的目的。
分组交换、帧交换、帧中继技术特点比较
分组交换节点:对各个分组分别处理，按其中的
选路信息选择去向
应用：非实时的数据业务
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分组交换
交换节点 A
分组1
分组2 分组3 分组4 分组5 分组1
交换节点 B
交换节点 C
传输时延 存储时延
处理与排队时延
分组2
分组3 分组4 分组5
分组交换的时延
勤学 务实 开拓 创新
ATM交 换
快速分 组交换
帧交 换
分组 交换
分组交换（PS）源于报文交换
采用存储转发方式
为此，先介绍报文交换
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勤学 务实 开拓 创新
分组交换
1、报文交换的基本概念
报文交换（又称存储转发交换）：
与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方 的物理连接，而是将所有接收的报文暂时存储； 传送内容:用户信息+目的地址+源地址 交换节点:分析目的地址和选择路由 应用：公用电信网的电报自动交换 可进行速率、码型变换，具有差错控制措施,发送多 目的地址的报文
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勤学 务实 开拓 创新
电路交换
3)信息具有透明性:对通信信息不做处理（信令除 外），而是原封不动地传送，用低速数据传送时 不进行速率、码型的变换。 4)同步时分复用（固定分配带宽）如图:
同步时分复用的基本原理
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电路交换
5）对传送的信息无差错控制措施 6）用基于呼叫损失制的方法来处理业务流 量，过负荷时呼损率增加，但不影响已 建立的呼叫
勤学 务实 开拓 创新
分组交换
分组交换具有以下6个特点
信息传送的最小单位是分组（Packet）
分组由分组头和用户信息组成(分组头含有选路 和控制信息) 面向连接（逻辑连接）和无连接两种工作方式: (虚电路采用面向连接的工作方式，数据报是无连接 工作方式。) 统计时分复用（动态分配带宽）
统计时分复用的基本原理
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分组交换
统计时分复用的基本原理:是把时间划分为不等长的时间 片，长短不同的时间片就是传送不同长度分组所需的时 间，对每路通信没有固定分配时间片，而是按需来使用。 当某路通信需要传送的分组多时，所占用的时间片的个 数就多；传送的分组少时，所占用的时间片的个数就少。 这也就意味着使用这条复用线传送分组时间的长短，由 此可见统计时分复用是动态分配带宽的。 信息传送有差错控制 信息传送不具有透明性 基于呼叫延迟制的流量控制 分组交换的技术特点决定了它不适合对实时性要求 较高的话音业务，而适合突发（burst）和对差错敏感的 数据业务。
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分组交换
交换节点 A 交换节点 B 交换节点 C
传输时延
报文
存储时延
处理与排队 时延
报文
报文交换的时延
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分组交换
2、分组交换的基本概念
分组交换：也采用存储转发方式；
与报文交换不同在于：将用户信息分割为若干分组
分组内容:分组头（路由信息+控制信息）
永久虚电路（PVC）：
应用户预约，由网络运营者为之建立固定 的虚电路，不需要在呼叫时临时建立虚电路
可以直接进入数据传送阶段。
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分组交换
数据报: 不需要预先建立连接，而是按照每个分组
头的目的地址对各个分组独立进行选路,称为
无连接方式；
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分组交换
无需建立源到目的之间的连接直接发送分组
1.2 交换方式
对应于各种传送模式的交换方式，是交换节点 为了完成交换功能所采用的互通技术。现在已经出 多种交换方式 现了多种交换方式，如图：
电路 交换
多速率电 快速电 路交换 路交换
ATM交 换
快速分 组交换
帧交 换
分组 交换
电路传送模式（CTM）或同步传送模式（STM） 都属于分组传送模式范畴 都属于电路传送模式范畴 两种截然不同的交换方式，是代表两大范畴的传送模式 分组传送模式（PTM） 各种交换方式 表示异步传送模式（ATM）可以看成是分组交换 与电路交换的结合，兼具两者之特点
快速电路交换的基本过程：
信息要传送时
分配带宽和资源
呼叫建立时 发送信息时
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在相应路由上分配所需宽带，并且 “记忆”所分配的带宽和去向
建立“虚电路”或称“逻辑电路”
激活虚电路，建立物理连接
勤学 务实 开拓 创新
快速电路交换
注：
发送信息时并不一定能激活虚电路，会 引起信息丢失或排队时延。
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勤学 务实 开拓 创新
特点：
逻辑连接(通过通信连接上的所有交换节点保存选路 结果和路由连接关系来实现连接的) 不独占线路，同一物理线路可同时建立多个虚电路；
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勤学 务实 开拓 创新
分组交换
传送分组前先建立逻辑连接
分组沿相同路径传送
发送分组顺序与接收分组顺序相同
虚电路方式特点
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勤学 务实 开拓 创新
分组交换
种类： 交换虚电路（SVC）： 通过用户发送呼叫请求分组来建立虚电路。
方法 采用多个不同速率 的交换网络 采用一个统一的多 速率交换网络
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特点 硬件较多 控制简单 硬件较少 控制复杂
勤学 务实 开拓 创新
多速率电路交换
n1 复 用 复 用 n2
/
分 路
/
分 路
n3
控制
控制 信息
采用不同基本信道 速率的帧结构
采用多种基本信道速率的多 速率电路交换系统
应用：N－ISDN中可视电话业务交换
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勤学 务实 开拓 创新
帧交换
电路 交换
多速率电 快速电 路交换 路交换
ATM交 换
快速分 组交换
帧交 换
分组 交换
帧交换:
是一种帧方式的承载业务，在数据链路层上以简化的 方式来传送和交换数据单元 帧：在第2层传送的数据单元； 分组：在第3层传送的数据单元
帧方式：是将用户信息流以帧为单位在网络内传送；