交换机原理
交换机的工作原理是什么
交换机的工作原理是什么
交换机是一种网络设备，用于将传入的数据帧从一个端口转发到另一个端口，从而实现网络中多台计算机之间的通信。
交换机的工作原理可以简单分为三个步骤：
1. 数据帧的接收：
当一个数据帧从网络中的源设备发送出来时，它首先会被交换机的某个端口接收到。
交换机通过物理层的连接，将数据帧从物理媒介（如网线）上接收到交换机的端口上。
2. 数据帧的转发：
交换机会在接收到数据帧后，通过数据链路层的处理将数据帧的目的MAC地址解析出来，并查找其对应的目的端口。
交换机会根据目的MAC地址在内部的转发表中查找，找到对应的目的端口，然后将数据帧转发到该端口上。
这样，数据帧就可以直接发送到目的设备。
3. 数据帧的广播/泛洪：
如果交换机在转发表中找不到数据帧的目的MAC地址，或者目的地址为广播地址（全为1），交换机会将该数据帧广播到所有端口上，以实现广播或泛洪的功能。
这样，所有连接在交换机上的设备都能收到该数据帧。
通过这种工作原理，交换机能够实现网络中多个设备之间的快速、准确的数据传输。
与集线器（Hub）相比，交换机可以对数据帧进行智能化的转发，避免数据冲突和冗余，提高网络的效率和带宽利用率。
交换机的工作原理
交换机的工作原理交换机是计算机网络中常用的网络设备，用于实现局域网内计算机之间的数据交换和通信。
它通过将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现计算机之间的连接和通信。
下面将详细介绍交换机的工作原理。
一、交换机的基本原理1. 数据链路层交换机工作在OSI模型的第二层——数据链路层。
它通过物理地址（MAC地址）来识别和转发数据包。
当交换机收到一个数据包时，会检查数据包中的目标MAC地址，并查询自己的MAC地址表来确定数据包应该转发到哪个端口。
2. MAC地址表交换机内部维护着一个MAC地址表，记录了每一个端口与其对应的MAC地址。
当交换机收到一个数据包时，会将源MAC地址和源端口添加到MAC地址表中，如果目标MAC地址在表中存在，则将数据包转发到目标端口；如果目标MAC地址在表中不存在，则会广播数据包到所有端口（除了源端口），以便更新MAC地址表。
3. 广播和单播交换机能够识别广播地址（全为1的MAC地址），当收到广播数据包时，会广播到所有端口，以便让所有计算机都能收到该数据包。
而对于单播数据包（目标MAC地址为特定的MAC地址），交换机只会将其转发到目标端口。
二、交换机的工作模式1. 学习模式当交换机收到一个数据包时，会将源MAC地址和源端口添加到MAC地址表中，并根据目标MAC地址转发数据包。
如果目标MAC地址在MAC地址表中不存在，则会广播数据包到所有端口。
学习模式适合于交换机刚开始工作时，还没有建立起完整的MAC地址表的情况。
2. 转发模式一旦交换机建立起完整的MAC地址表，就会进入转发模式。
在转发模式下，交换机会根据目标MAC地址直接将数据包转发到目标端口，而再也不广播到所有端口。
这样可以提高网络的传输效率。
三、交换机的优点1. 提高网络性能交换机能够根据MAC地址进行数据包转发，避免了广播到所有端口的情况，提高了网络的传输效率和带宽利用率。
2. 提供灵便的网络拓扑通过连接多个交换机，可以构建更大规模的局域网，并支持各种拓扑结构，如星型、环型、树型等，使网络更加灵便和可靠。
交换机工作原理
交换机工作原理交换机是一种计算机网络设备，它用于在局域网中传输数据包。
它通过在不同设备之间建立连接并转发数据包，实现网络中不同设备之间的通信。
交换机工作原理主要包括帧转发、地址学习、广播和多播、虚拟局域网（VLAN）等方面。
1. 帧转发：交换机通过物理端口接收到数据帧后，会检查帧头中的目的MAC地址。
它会查询交换机的转发表，查找与目的MAC地址相关联的端口。
如果找到匹配项，交换机会将帧转发到相应的端口；如果没有找到匹配项，则交换机会将帧广播到所有端口（除了接收到该帧的端口）。
2. 地址学习：交换机会监视每一个物理端口接收到的帧，并提取帧头中的源MAC地址。
它会将源MAC地址与接收到该帧的端口相关联，并将这些信息添加到转发表中。
这样，在后续的数据传输中，交换机就能根据目的MAC地址查找到相应的端口。
3. 广播和多播：交换机会将广播帧转发到所有端口，以确保所有设备都能接收到广播消息。
而对于多播帧，交换机会根据多播组的信息，将其转发到相关联的端口。
4. 虚拟局域网（VLAN）：交换机支持虚拟局域网（VLAN）的功能，可以将局域网划分为多个逻辑上的子网。
每一个VLAN都有独立的广播域，可以实现不同VLAN之间的隔离。
交换机通过将端口与特定的VLAN关联，来实现数据的隔离和转发。
除了以上的基本工作原理，现代交换机还具备一些高级功能，如流量控制、链路聚合、安全策略等。
流量控制可以匡助交换机在网络拥塞时进行流量的管理和调整。
链路聚合允许多个物理链路组成一个逻辑链路，提高网络的可靠性和带宽。
安全策略可以匡助交换机实现访问控制、防止未经授权的访问等安全功能。
总结：交换机是计算机网络中重要的设备之一，它通过帧转发、地址学习、广播和多播、VLAN等工作原理，实现了局域网中不同设备之间的通信。
现代交换机还具备一些高级功能，如流量控制、链路聚合、安全策略等，以提高网络的性能和安全性。
简述交换机工作原理
简述交换机工作原理
交换机是用于在计算机网络中转发数据的设备。
其工作原理可以简述如下：
1. 数据帧的传输：当一台主机想要发送数据时，首先将数据分割成较小的数据帧。
每个数据帧都包含了目标MAC地址、源MAC地址以及数据内容。
2. MAC地址表：交换机内部维护了一个MAC地址表，用于记录已知的主机MAC地址与其所在的接口的对应关系。
初始状态下，该表为空。
3. 数据帧的到达：当一个数据帧到达交换机时，交换机会解析数据帧中的MAC地址，从MAC地址表中查找与目标MAC 地址对应的接口。
4. MAC地址学习：如果交换机的MAC地址表中没有与目标MAC地址对应的记录，交换机会将该数据帧通过所有的接口广播出去。
5. 接口学习：当广播的数据帧到达其他主机时，主机会检查数据帧的目标MAC地址是否与自己的MAC地址相符。
如果相符，则主机会将其收下，并向交换机发送一个帧，告诉交换机该主机所在的接口。
6. 更新MAC地址表：交换机会根据接收到的帧更新MAC地址表，以便记录下该主机的MAC地址与相应的接口。
7. 无冲突转发：根据MAC地址表中记录的对应关系，交换机可以准确地将数据帧转发至目标主机所在的接口，实现点对点的数据传输。
这保证了数据的高效、无丢失的传输。
总结来说，交换机根据数据帧中的MAC地址，通过学习和查找的方式将数据转发至目标主机所在的接口，实现了快速、准确的数据传输。
交换机工作原理
交换机工作原理交换机是计算机网络中的核心设备，用于连接多台计算机或网络设备，实现数据的传输和交换。
它具有多个端口，能够接收和发送数据包，并根据数据包的目的地址将其转发到相应的端口上。
交换机工作原理涉及到数据包的转发、过滤和学习等过程。
一、交换机的基本工作原理1. 数据帧的转发：交换机通过端口接收到数据帧后，会检查数据帧中的目的MAC地址，并根据自己的转发表将数据帧转发到相应的端口上。
如果转发表中没有目的MAC地址的记录，交换机会将数据帧广播到所有端口上，以便学习到新的MAC地址。
2. 转发表的学习：交换机会通过监听网络中的数据帧来学习MAC地址和对应的端口。
当交换机接收到一个数据帧时，它会提取出数据帧中的源MAC地址，并将该地址与接收到该数据帧的端口进行绑定，更新转发表中的记录。
3. 网络分割与隔离：交换机可以将网络划分为多个虚拟局域网（VLAN），不同的VLAN之间的通信需要通过路由器来实现。
这样可以提高网络的安全性和性能。
4. 数据包过滤：交换机可以根据数据包的源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址等信息进行过滤，只转发符合条件的数据包，从而提高网络的效率和安全性。
5. 速度匹配：交换机可以根据不同端口的速度进行匹配，使得不同速度的设备可以互联，而不会造成速度不匹配的问题。
二、交换机的工作模式1. 存储转发模式：交换机在接收到完整的数据帧后，会先将整个数据帧存储在缓存区中，然后再进行转发。
这种模式可以保证数据的完整性和正确性，但会增加延迟。
2. 直通模式：交换机在接收到数据帧的同时，立即开始转发数据帧，不需要等待整个数据帧接收完毕。
这种模式可以降低延迟，但可能会导致数据的错误或丢失。
三、交换机的性能指标1. 转发速率：交换机的转发速率是指交换机每秒钟能够处理的数据包数量。
通常以每秒转发的百万数据包数（Mpps）或每秒转发的千兆字节数（Gbps）来衡量。
2. 吞吐量：交换机的吞吐量是指交换机每秒钟能够处理的数据量。
交换机工作原理
交换机工作原理交换机是计算机网络中的重要设备，用于在局域网中转发数据包。
它能够根据数据包的目的地址，将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现网络中不同设备之间的通信。
下面将详细介绍交换机的工作原理。
1. 数据链路层交换机工作在OSI模型的第二层，即数据链路层。
它通过物理地址（MAC地址）来识别和转发数据包。
每一个连接到交换机的设备都有一个惟一的MAC地址，交换机通过学习和存储设备的MAC地址，建立一个地址表（也称为转发表）来实现数据包的转发。
2. 学习过程当交换机接收到一个数据包时，它会检查数据包中的源MAC地址，并将该地址与接收该数据包的端口相关联。
如果该源MAC地址已经存在于地址表中，交换机会更新该端口的时间戳。
如果该源MAC地址不在地址表中，交换机将该地址与接收端口的信息添加到地址表中。
3. 转发过程当交换机接收到一个数据包时，它会检查数据包中的目的MAC地址。
交换机会在地址表中查找目的MAC地址，并确定应该将数据包转发到哪个端口。
如果目的MAC地址在地址表中，交换机将数据包只转发到与目的MAC地址相关联的端口。
如果目的MAC地址不在地址表中，交换机将数据包广播到所有端口（除了接收到该数据包的端口）。
4. 广播和单播交换机根据目的MAC地址来判断是广播还是单播。
如果目的MAC地址是全1（FF:FF:FF:FF:FF:FF），交换机将数据包广播到所有端口。
如果目的MAC地址不是全1，交换机将数据包单播到与目的MAC地址相关联的端口。
5. 碰撞域和广播域交换机的工作原理使得每一个端口形成一个独立的碰撞域。
碰撞域是指当两个设备同时发送数据包时可能发生碰撞的范围。
由于交换机能够根据目的MAC地址进行转发，它能够隔离不同端口之间的碰撞域。
此外，交换机也能够划分广播域。
广播域是指当一个设备发送广播数据包时，能够接收到该数据包的范围。
交换机通过转发数据包到特定的端口，能够限制广播数据包的传播范围，从而减少网络中的广播风暴。
交换机工作原理
交换机工作原理交换机是一种网络设备，用于在局域网（LAN）中传输数据。
它起到连接多个设备并转发数据的作用。
交换机工作原理涉及到数据包的转发、地址学习、冲突检测等多个方面。
一、数据包转发交换机通过接收和转发数据包来实现网络设备之间的通信。
当一个数据包到达交换机时，交换机会检查数据包的目标MAC地址，并将数据包转发到与目标设备MAC地址相对应的端口上。
这个过程称为数据包转发。
二、地址学习交换机通过学习MAC地址来确定数据包应该转发到哪个端口。
当交换机接收到一个数据包时，它会检查数据包中的源MAC地址，并将该地址与接收到数据包的端口相关联。
交换机会将源MAC地址和对应的端口信息存储在一个地址表中。
当交换机接收到下一个数据包时，它会检查数据包中的目标MAC地址，并在地址表中查找对应的端口。
如果找到了对应的端口，交换机会将数据包转发到该端口上。
三、冲突检测交换机使用冲突检测机制来避免数据包在转发过程中出现冲突。
当交换机接收到一个数据包时，它会检测数据包的目标MAC地址，并将数据包转发到相应的端口。
同时，交换机还会监听其他端口上的数据流量。
如果在转发数据包的过程中发现了冲突，交换机会采取相应的措施，如丢弃冲突的数据包或者重新发送数据包。
四、VLAN（虚拟局域网）交换机支持VLAN功能，可以将一个局域网划分为多个虚拟局域网。
每个VLAN都有独立的广播域，可以提高网络性能和安全性。
交换机通过将不同的端口划分到不同的VLAN中来实现VLAN功能。
当交换机接收到一个数据包时，它会根据数据包中的VLAN标识来确定数据包应该转发到哪个VLAN中。
五、链路聚合交换机支持链路聚合功能，可以将多个物理链路绑定成一个逻辑链路。
这样可以提高链路的带宽和可靠性。
当交换机接收到一个数据包时，它会根据链路聚合配置来选择适当的链路进行数据转发。
六、QoS（服务质量）交换机支持QoS功能，可以根据数据包的优先级对数据流量进行分类和管理。
交换机可以根据配置的QoS策略来优先转发重要数据包，从而提高网络性能和用户体验。
交换机的工作原理
交换机的工作原理交换机是计算机网络中的重要设备，用于在局域网中传送数据包。
它能够根据目的地址将数据包从一个接口转发到另一个接口，实现网络中不同设备之间的通信。
下面将详细介绍交换机的工作原理。
一、交换机的基本原理交换机的基本原理是通过学习和转发实现数据包的传输。
当交换机接收到一个数据包时，它会解析数据包中的目的MAC地址，并将该地址与交换机的MAC地址表进行比对。
如果目的MAC地址在MAC地址表中已经存在，交换机就会将数据包转发到相应的接口；如果目的MAC地址不在MAC地址表中，交换机就会将数据包广播到所有其他接口，以便学习到目的MAC地址，并将其添加到MAC地址表中。
二、交换机的工作模式交换机有两种主要的工作模式：存储转发模式和直通模式。
1. 存储转发模式：在存储转发模式下，交换机会先接收完整的数据包，然后对数据包进行校验，确保数据包的完整性和准确性。
如果数据包没有错误，交换机会根据目的MAC地址进行转发。
这种模式可以保证数据的可靠性，但会增加延迟。
2. 直通模式：在直通模式下，交换机会在接收到数据包的同时进行转发，而不需要等待整个数据包的接收完成。
这种模式可以降低延迟，但无法检测和纠正数据包中的错误。
三、交换机的转发方式交换机的转发方式有三种：广播转发、单播转发和组播转发。
1. 广播转发：当交换机接收到一个广播数据包时，它会将该数据包转发到所有其他接口，以便所有设备都能接收到该数据包。
这种方式适合于需要向所有设备发送相同信息的情况，如网络中的ARP请求。
2. 单播转发：当交换机接收到一个单播数据包时，它会根据目的MAC地址将数据包转发到相应的接口，惟独目的设备能够接收到该数据包。
这种方式适合于点对点通信，如发送电子邮件或者浏览网页。
3. 组播转发：当交换机接收到一个组播数据包时，它会将该数据包转发到所有已加入该组播组的设备。
组播转发可以实现一对多的通信，适合于视频会议、多媒体流等应用。
四、交换机的决策算法交换机在转发数据包时，需要根据一定的决策算法来确定数据包的转发路径。
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交换机A
Setup Call proceeding Alert Connect
Connect acknowledgement
交换机B
交换机间的局间信令
Setup
Alபைடு நூலகம்rt
Connect Connect acknowledgement
Disconnect
Release completion
Release
共路信令方式 CCS是打包后以一帧一帧的形式在一个 公共信道内传送的，所以没有必要把信令方式分成记 发器信号和线路信号。
随路和共路与语音和信令的关系
局间信令－中国1号信令特点
信号在话音通道上传送 记发器信号为多音频互控，传送速度慢 线路信号信息容量小，为4bits在E1中的16时隙内传送。 通话期间无信令通道，限制新业务提供。
局间信令－ PRI信令特点
有独立信令数据通道，传输速度快 信息以二进制编码，信息容量大 通信期间仍可传送话音 要求传送系统误码率低 要求话路有自检功能 信令和通信分离，可以传送与电路无关的管理、
维护、信息擦查询等信息。
交换机呼叫流程
总结
能及时发现哪一个用户/中继有呼叫请求； 要记录被叫用户的号码； 能判别被叫用户当前的使用状态； 若被叫用户空闲，交换机应选择一条空闲链路将主叫
和被叫用户连通，使双方进入通话状态； 通话结束时，必须及时进行拆线释放处理； 使任意两个交换机所带的用户自由通话； 同一时间内，交换机要允许若干对用户同时进行通话，
且互不干扰。
主要内容
1 为什么交换？ 2 交换机组成 3 信令简介 4 DX1S交换机
DX1S交换机
数字程控用户交换机 电路为主，支持一定分组交换能力的交换机 提供更多增值服务的企业通信设备
电话通讯网
程控用户交换机
根据用途分为： 局用交换机：区域交换中心，如08机 用户交换机：终端用户使用，如DX1S
用户交换机：PBX（Private Branch eXchange）
主要内容
1 为什么交换？ 2 交换机组成 3 信令简介 4 DX1S交换机
程控用户交换机硬件
交换网络：交换连接电路 用户电路：连接用户终端 中继电路：连接外线 信号设备：各种信号音、忙音 控制电路：中央处理器、存储、输入输出 电源
交换机原理
2008年 珠海
主要内容
1 为什么交换？ 2 交换机组成 3 信令简介 4 DX1S交换机
直达线路
通信终端相互以直达电路固定连接起来，需要线路条数：
N×(N－1)/2
终端10个：45 终端100个：4500 全球10亿终端：4.5乘以10的17次方！
交换
中心位置安装公共设备连接所有终端 终端使用时建立连接，结束时拆除连接
DX1S交换机硬件组成
中继板：中继电路 用户板：用户电路 中央控制板：上述外的电路 最小系统组成简单。
DX1S基本结构
或VoIP板。数字中继接前置交换机PRI； 以太网口接NGN。
中 央
数 字
环 路
用
可插12块中继/用
电
控 中 中户
户板
制 板
继 板
继 板
板
源
接前置机环路中继
接普通模拟话机
DX1S板卡
(摘挂机/拨号音/数字) (占用，计费，挂机) •十进制脉冲 •双音多频DTMF
信号按包的形式在 公共数据信道内发送
记发器信令
数字用户线路信号
(B-号码，B-状态，A-类别)
DSS1
局间信令－随路信令
随路信令：信令信息在对应的话音通道上传送，或者 在与话音通道对应的固定通道上传送。 如DTMF、中国1号。
在转折的十字路口上，我们参与、改变、推动！我不是看客。
谢谢！
程控用户交换机框架
话路系统：包括所有提供电话接续任务的终端和交换设备 控制系统：在需要的时候接通话路，提供语音信号传送的通路。
程控用户交换机基本任务
本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫、转移呼叫
交换机系统功能
连接功能：交叉连接建立通路 信令功能：用户、中继的信号方式 控制功能： 用于控制连接功能以及信令功能
主控板：MCC+ 、SMC+、MCC V4 数字中继板：PCM+ 、 PRI 、V5C 环路中继板：TP6（4+12）、ETT4（8+8）、
TL4、TLC VOIP中继板：VIP（4/12/24） 用户板：EL6（16）、EL4、ELC
DX1S板卡
电脑话务员：DVC（2） 来电显示卡：TCI（4） 电源板：PSC 电源箱：UAC
随路信令习惯上分线路信号和记发器信号。
线路信号：控制电路的占用和拆线，并监视线路的整个通信状 态，主要完成占用、占用确认、摘机、挂机、释放等中继操作。
记发器信号：关系到路由选择的信号，传送主、被叫号码、被 叫状态是否空闲、主被叫的类别等；只用于呼叫建立过程。
局间信令－共路信令
共路信令：信令信息在专门的高速数据通道上传 送。如DSS1和NO.7。
主要内容
1 为什么交换？ 2 交换机组成 3 信令简介 4 DX1S交换机
信令
用户端的接入信令
交换机A
交换机间的 局间信令
交换机B
用户端接入信令 局间信令
用户端接入信令
用户端接入信令：用户端接入设备和交换机之间的信号
用户端的接入信令
PSTN
a. 用户线路信令：
双音多频信号 来电显示
ISDN
b. 数字用户信令系统
DSS1/PRI
用户端接入信令过程－模拟
模拟用户呼叫过程的信号方式：
A
摘机/占用
发送B(被叫)号码
发送拨号音
发送回铃音 或者： 忙音/阻塞音
交换机
发送铃流信号 摘机/应答
通话状态：语音/数据/传真
A 挂机
挂机
用户端接入信令过程－数字
数字用户呼叫过程的信号方式（DSS1/ISDN)：
Disconnect
Release Release completion
局间信令
局间信令：处理通信网络中两个交换节点间的所有信息。 分随路信令（CAS）和共路信令（CCS）
交换机A
交换机间的局间信令
交换机B
用户端的接入信令
随路信令(中国1号等) 共路信令
模拟用户线路信号
线路信号
(ISDN，DPNSS，SS7)
交换设备类似开关节点，根据需要打开、关闭
交换机
采用公共设备解决各终端间选择性连接的技术称 为交换技术，而这种公共设备就称为交换机。
好处：
降低线路成本 提高接续效率 提高线路利用率 提供增值功能
交换机发展史
机电式：
步进制 纵横制
程控式：
电路交换： 空分 时分
分组交换： IP
从电路交换往分组交换方向发展