现代通信网络中的交换技术14
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。
交换技术原理
交换技术原理交换技术原理是一种用于数据传输和通信的基本技术，它在现代通信系统和计算机网络中起着至关重要的作用。
通过交换技术，数据能够在不同的设备之间进行传输，实现信息的互联互通。
本文将详细介绍交换技术的原理、类型和应用，帮助读者深入了解这一关键技术。
一、交换技术的原理1. 交换技术概述交换技术是指在计算机网络和通信系统中，通过交换设备（例如交换机、路由器）实现数据的转发和传输的技术。
交换技术的基本原理是通过相关的算法和协议，将数据包从发送端传输到接收端，确保数据的准确、高效地传输和交换。
2. 数据交换的基本过程数据交换的基本过程包括路由选择、数据传输和数据交换。
路由选择确定了数据包的传输路径，通过网络中的路由器进行路由选择，以确保数据包能够按照预定的路径传输。
数据包根据路由选择的结果被传输到目的地，实现数据的实时、快速传输。
数据包在到达目的地后进行交换，确保数据包能够正确地被接收端所识别和处理。
3. 交换技术的关键技术和算法交换技术涉及了多种关键技术和算法，其中包括最短路径算法、拥塞控制算法、路由选择算法等。
这些算法和技术的运用，能够有效地提高数据传输的效率和可靠性，保障网络通信的顺畅和稳定。
二、交换技术的类型1. 电路交换电路交换是一种面向连接的交换技术，它在建立通信连接时，需要占用一定的通信资源（例如带宽、传输线路等），并且在通信连接上保持一定的状态。
电路交换在传统电话网络中得到广泛应用，但其缺点是通信资源的浪费和连接建立的时间较长。
2. 报文交换报文交换是一种通过传输整个数据报文的方式进行交换的技术。
在报文交换中，整个数据报文被作为一个整体进行传输，接收端接收完整的报文后再进行处理。
报文交换更适用于数据通信，例如在计算机网络中被广泛应用。
3. 分组交换分组交换是一种将数据分割成多个较小的数据包（分组），并在网络中进行独立传输和交换的技术。
分组交换能够更灵活地利用通信资源，提高了通信的灵活性和效率，因此在现代计算机网络中得到了广泛的应用。
现代交换技术课后答案
第一章1.全互连式网络有何特点？为什么通信网不直接采用这种方式？全互连式网络把所有终端两两相连；这种方式的缺点是：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。
2.在通信网中引入交换机的目的是什么？完成需要通信的用户间的信息转接，克服全互连式连接存在的问题。
3.无连接网络和面向连接网络各有何特点？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。
4.OSI参考模型分为几层？各层的功能是什么？分为7层：物理层：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。
数据链路层：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。
网络层：寻址、路由选择、数据包的分段和重组以及拥塞控制。
运输层：1）建立、拆除和管理端系统的会话连接2）进行端到端的差错纠正和流量控制。
会话层：1）会话连接的建立与拆除；2）确定会话类型（两个方向同时进行，交替进行，或单向进行）3）差错恢复控制。
表示层：数据转换：编码、字符集和加密转换；格式转换：数据格式修改及文本压缩；语法选择：语法的定义及不同语言之间的翻译。
应用层：提供网络完整透明性，用户资源的配置，应用管理和系统管理，分布式信息服务及分布式数据库管理等。
5.网络分层模型的意义是什么?各层设计对交换机有什么益处？意义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。
现代交换技术
现代交换原理与技术简答题1.通信网由哪些部分组成并简述各部分的作用。
答：通信网由终端设备，交换设备，传输设备构成。
终端设备：完成信号的发送和接收以及信号变换与匹配。
交换设备(现代通信网的核心)：完成信号的交换，节点链路的汇集、转接、分配。
传输设备：为信息的传输提供传输信道，并将网络节点连接在一起。
2.在通信网中为什么要使用交换技术答：①引入交换设备之后，用户之间的通信方式由点对点通信转变成通信网。
②通信网是一种用交换设备和传输设备，将地理上分散的终端设备相互连接起来实现通信和信息交换的系统。
③有了交换设备才能使某一地区内任意两个终端相互连接，才能组成通信网。
④而由交换机组成的交换式通信网的一个重要的优点是很容易组成大型网络。
3.无连接网络(数据报)和面向连接网络(虚电路)有何特点4.分组交换的数据报方式和虚电路方式有何区别答：如下图所示：5.?简述数据通信与话音通信的主要区别。
答：(1)通信对象不同：前者是计算机之间或人与计算机之间的通信，需要严格定义通信协议和标准;后者是人和人之间的通信。
(2)传输可靠性要求不同：前者的比特差错率在10-8以下，后者可高达10-3。
(3)通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同：%的数据通信持续时间短于电话平均通信时间，其信道建立时间也短于电话通信。
(4)通信过程中信息业务量特性不同:数据从30b/s到1Mb/s，而电话量级在32kb/s。
6.通信网中常用的交换方式有哪些各有何特点。
答：通信网的三种交换方式是电路交换、报文交换和分组交换，其各自的特点:?(1)电路交换：在电路交换中，交换机在一对用户之间连起一条通路，通信过程中交换机不干预传输的信息内容，通信完毕后这条通路即行断开;(2)报文交换：报文交换采用“存储转发”方式，是以一个报文为一个信息传输实体，报文的长短是随机的，因而对各个节点的存储容量要求较高，处理时间较长;?(3)分组交换：分组交换综合了前两者的优点，采用“存储--转发”方式，数据分组的长度固定，以分组作为存储、处理和传输的单位，能够节约缓冲存储器的利用率，而且缩短了处理时间，加快了信息传输速率。
现代通信交换技术
4/20/2020
现代通信交换技术 公安大学 安全防范
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➢ 报文交换的基本思想是当报文到达交换机时先存入该机 的存储器，当所需要的输出线路空闲时，将该报文向接 收终端或下一个交换机转发。每一个报文都有接收地址 和发送地址的标识，只需寻找到一条到下一节点的空闲 电路，就可将信息发送出去。因此，在整个通信过程中 ，信息传输只占用两个交换机间的一段线路无需在整个 通信网络中建立整个连接通道
Buildings Computers
Homes
Appliances
...
People
数字通信技术
Smart Cards
Public Infrastructure
Transportation Vehicles
$ Vending Machines
现代通信交换技术
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第一部分 电路交换
3. 收号：由收号器接收用户所拨号码，受到第一位号后，停送拨号音，并 将受到的号码按位存入相应的存储器；对“应收位”、“已收位”进行 计数。
4. 号码分析：将收到一定位数的号码（号首，一般为3位）送向分析程序 进行分析（叫做预译处理），以决定呼叫类别是本局呼叫还是出局呼叫 ，是否长途，特殊服务呼叫等，并决定该收几位号；检查该呼叫是否应 该接通，是否是限制用
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一、存储转发交换
存储转发交换与电路交换的区别
▪ 拟发送的数据与目的地址、源地址、控制信息 等一起，按照一定的格式组成一个数据单元（ 报文、报文分组或数据帧等）进入通信子网。
▪ 作为通信子网节点的通信控制处理机（CCP） ，负责完成数据单元的接收、存储、差错校验 、路径选择和转发工作。
交换技术
交换技术交换技术是现代通信领域的重要技术之一。
它通过将信息或资源从一个实体转移至另一个实体，实现了信息和资源的共享和传输。
交换技术在我们的日常生活中无处不在，无论是电话通讯、互联网连接还是金融交易，都离不开交换技术的支持。
本文将探讨交换技术的起源、发展和应用，并分析其对现代社会的影响。
交换技术可以追溯到人类社会发展的早期阶段。
在古代，人们通过物物交换的方式获取所需的资源，例如粮食、布匹和工艺品等。
这种形式的交换技术主要依赖于人们之间的互动和合作，但由于信息传递的限制，其效率和范围有限。
随着人类社会的不断演进和科技的进步，交换技术逐渐得到改进和完善。
在工业革命时期，随着机械化的出现，商品的生产和交换规模大幅增加，人们开始使用现金作为媒介进行交换。
这种方式大大提高了交换的效率，但在面对大规模交换需求时仍然存在局限性。
直到20世纪，随着电子技术和通信技术的快速发展，新的交换技术开始崭露头角。
电话系统的出现使人们可以实时进行语音交流，极大地缩短了沟通的距离。
而随着电信网络的建设和互联网的普及，人们可以随时随地通过电子邮件、即时通信和社交媒体等工具进行交流和信息分享。
交换技术在商业领域也发挥着重要作用。
金融交易的实现依赖于现代化的交换技术，例如证券交易所和电子支付系统。
这些系统通过将买卖双方的需求进行匹配和比对，实现了交易的自动化和高效率。
交换技术的应用不仅提高了交易的速度和效率，还降低了交易的成本，促进了商业的发展。
交换技术的进步也对现代社会产生了广泛的影响。
首先，它促进了信息的传播和共享。
借助交换技术，人们可以在很短的时间内获取所需的信息，无论是新闻、娱乐还是学术研究。
这种信息的流动性使得社会更加开放和包容，促进了知识经济的发展。
其次，交换技术的发展改变了人们的生活方式。
例如，随着智能手机的普及，人们可以通过移动设备随时随地进行交流和获取信息。
而通过在线购物、远程办公等服务，人们的生活越来越依赖于交换技术的支持。
计算机网络路由与交换技术
计算机网络路由与交换技术计算机网络路由与交换技术是现代网络通信中至关重要的一部分。
它们在数据传输、网络连接和通信效率方面起着重要的作用。
本文将深入探讨计算机网络路由与交换技术的原理、应用和发展。
一、计算机网络路由技术计算机网络路由技术是一种通过选择最优路径将数据从源头传输到目的地的过程。
路由器是路由技术的核心设备，它能够根据预先设定的策略和路由表，自动选择合适的路径将数据包转发到下一跳或目的地。
1.1 路由算法路由算法是决定数据包传输路径的关键。
常见的路由算法包括最短路径优先、距离矢量、链路状态和路径向量等。
这些算法通过网络拓扑和链路状况来评估不同路径的优劣，选择最佳路径进行数据转发。
1.2 路由协议路由协议是路由器之间进行信息交流和数据同步的协议。
常见的路由协议有RIP、OSPF和BGP等。
这些协议通过建立邻居关系、交换路由信息和更新路由表等方式，实现整个网络中路由器之间的协同工作。
二、计算机网络交换技术计算机网络交换技术是指在网络中将数据包从一个节点转发到另一个节点的过程。
交换机是交换技术的核心设备，它能够根据帧头信息判断数据包的目的地，并且在网络中选择适当的路径进行转发。
2.1 数据链路层交换数据链路层交换是在二层进行的交换技术，常见的交换方式有以太网交换和虚拟局域网（VLAN）交换。
以太网交换通过学习目的MAC地址来建立交换表，实现对目标设备的直接转发。
VLAN交换则通过将局域网划分为不同的虚拟网络，提高网络的安全性和灵活性。
2.2 网络层交换网络层交换是在三层进行的交换技术，常见的交换方式有IP交换和多协议标签交换（MPLS）。
IP交换根据目的IP地址进行路由选择，实现对不同网络之间的转发。
MPLS通过在数据包上添加标签来进行流量工程和路径控制，提高网络的负载均衡和服务质量。
三、路由与交换技术的应用路由与交换技术在现代网络中应用广泛，为优化网络性能、提高通信效率和保障网络安全提供了重要支持。
现代通信网与交换技术课程复习
第一章1. 通信网络三要素：交换设备、传输设备、用户终端设备。
2. 电路交换的特点：（1）信息传送的最小单位是时隙。
（2）面向连接的工作方式（物理连接）。
（3）同步时分复用（固定分配带宽）。
（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。
3. 分组交换方式：虚电路方式、数据报方式。
4. 虚电路采用面向连接的工作方式。
5. 数据报采用无连接工作方式。
6. 面向连接工作方式的特点：（1）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。
（2）—旦建立连接，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（发送信息顺序与接受信息顺序一致）。
（3）信息传送的时延比无连接工作方式的时延小。
—（4）一旦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。
7. 无连接工作方式的特点：（1）没有建立连接的过程，一边选录、一边传送信息。
（2）属于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径事先无法预知，无法保证信息的有序性。
（3）信息传送的时延比面向连接工作方式的时延大。
—（4）对网络故障不敏感。
8. 分组交换具有以下6个特点：（1）信息传送的最小单位是分组。
（2）面向连接（逻辑连接）和无连接两种工作方式。
（3）统计时分复用（动态分配带宽）。
（4）信息传送有差错控制。
（5）信息传送不具有透明性。
（6）基于呼叫延迟制的流量控制。
9. 帧中继，其协议进一步简化，不仅没有三层协议功能，还只保留了二层数据链路层的核心功能交揍晏型練中堆ib *a tt1 蹲建051 甜议》(IS] IF\ .n勞离if离10. ATM交换的3个特点：（1）固定长度的信元和简化的信头。
（2）采用了异步时分复用方式。
（3）采用了面向连接的工作方式。
11.IP交换一一IP与ATM融合的技术，主要有叠加模型和集成模型两大类。
12. （了解）软交换的特点：（1）应用层和控制层与核心网络完全分开，以利于快速方便地引进新业务。
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图14.12 光交叉连接交换方式示意图
图14.13 分别对每一个波长单独构成一个交换模块的空分交换
图14.14 波长选路交换方式的概念
图14.15 两种单跳局域网络
图14.16 多跳网络
图14.17 NWC数和SWA数的计算
图14.10 差频转换原理的波长转换器
• • • • • • • •
14.3 光交换的方法和系统 14.3.1 波分复用的交换方法 14.3.2 光交叉连接的交换方式 14.3.3 波长选路的交换方式 (1)波长选路的基本概念 (2)光局域网络（LAN） (3)静态波长分配 (4)贪心算法
图14.11 波分复用系统工作原理图
图14.2 光纤的色散
图14.3 2×2光开关型交叉连接器逻辑表示
Hale Waihona Puke 图14.4 微机械的1×2开关和由它组成的2×2光交叉连接器
图14.5 利用热效应组成的2×2光交叉连接器
图14.6 4×4SOA门控光开关
图14.7 定向耦合器组成的2×2光交叉连接器
图14.8 阵列波导光栅原理图
图14.9 光电光波长转换器
第14章 光交换技术
• 14.1 光纤通信系统的主要特点 • 14.1.1 光纤通信系统的构成
图14.1 光纤通信链路的组成
• 14.1.2 光纤通信系统的主要特点
• 14.2 光交换的基本元件 • 14.2.1 光开关型交叉连接器（OXC： Optical Cross Connect） • 14.2.2 半导体光放大器光开关 • 14.2.3 光耦合器 • 14.2.4 阵列波导光栅 • 14.2.5 波长变换器