第四章程控交换机的性能指标及接口
交换机以及路由器的主要性能指标
交换机以及路由器的主要性能指标⼀、交换机主要性能指标1.背板带宽：是指交换机接⼝处理器或接⼝卡和数据总线间所能吞吐的最⼤数据量，是交换机的重要指标之⼀。
背板带宽标志了交换机总的数据交换能⼒，单位为bps。
2.包转发率（吞吐率）：是指在不丢包的情况下，单位时间内转发的数据包的数量，单位：pps（package per second)。
3.MAC地址数：指交换机的MAC地址表中所能存储的MAC地址数量。
4.VLAN表项：VLAN是⼀个独⽴的⼴播域，可以有效的防⽌⼴播风暴。
对VLAN的⽀持也是衡量交换机的重要参数。
5.最⼤堆叠数：是指可堆叠交换机的堆叠单元中所能堆叠的最⼤交换机数⽬。
⼆、路由器的主要性能指标1.吞吐量：是指路由器的数据包转发能⼒，是路由器性能的重要指标。
吞吐量与路由器的端⼝数量、端⼝速率、数据包的类型和数据包的长度有关。
吞吐量主要包括两个⽅⾯：整机吞吐量和端⼝吞吐量。
2.背板能⼒：背板是路由器输⼊与输出端⼝之间的物理通道。
路由器的背板能⼒是由路由器的内部实现结构决定的。
传统的路由器采⽤共享背板结构，⾼性能路由器则采⽤可交换式背板结构。
3.丢包率：是指路由器在稳定的持续负荷下，丢失数据包数量占所发送数据包的⽐率。
丢包率是衡量路由器超负荷⼯作时的性能指标之⼀。
4.并发连接数：⽤户在访问⽹络时，每打开⼀个WEB页⾯就会建⽴⼀个或多个IP连接，每⼀个连接就是⼀个会话，路由器所能处理的最⼤会话数量就是最⼤并发连接数。
5.每秒新建连接数：是指路由器再单位时间内所能建⽴的TCP/IP连接数量。
6.延时与延时抖动。
7.背靠背帧数。
程控交换及传输设备技术参数
程控交换及传输设备技术参数1. 引言程控交换及传输设备是现代通信网络中的关键设备，其性能和参数的优劣直接影响通信网络的质量和可靠性。
本文将介绍程控交换及传输设备的常见技术参数，包括交换能力、传输速率、信号传输方式等。
2. 交换能力交换能力是程控交换设备的一个重要指标，通常以交换矩阵的规模来衡量。
交换矩阵指的是程控交换设备用于实现不同输入端口的通信连接的矩阵结构。
交换能力越强，就可以支持更多的通信连接，从而满足更多用户的通信需求。
3. 传输速率传输速率是指程控传输设备在进行信号传输时能够达到的最大速率。
传输速率的高低直接影响通信网络的传输效率和数据吞吐量。
常见的传输速率包括64 kbps、2 Mbps、10 Mbps、100 Mbps、1 Gbps等。
4. 信号传输方式信号传输方式是指程控传输设备使用的信号传输技术和传输介质。
常见的信号传输方式包括电缆传输、光纤传输、无线传输等。
不同的信号传输方式有不同的特点和适用场景，需要根据具体应用需求选择合适的传输方式。
5. 设备接口程控交换及传输设备通常具有多种接口，用于连接不同类型的设备和网络。
常见的设备接口包括电口、光口、无线接口等。
这些接口可以实现设备之间的数据传输和互联互通。
6. 可扩展性可扩展性是指程控交换及传输设备支持接口扩展和功能扩展的能力。
这可以使设备具有更多的灵活性，能够适应不断变化的网络需求和技术发展。
常见的扩展方式包括添加模块、增加接口等。
7. 安全性安全性是程控交换及传输设备的重要特性之一，特别是在现代网络中，安全性越来越受到重视。
程控交换及传输设备应具备适当的安全机制，以保障通信数据的机密性和完整性，防范网络攻击和信息泄露。
8. 设备管理设备管理是指对程控交换及传输设备进行远程监控和管理的能力。
设备管理功能可以实现设备的配置、故障诊断、性能监控等，从而提高设备的可维护性和运行效率。
9. 总结程控交换及传输设备技术参数是评估设备性能和功能的重要依据。
交换机性能指标
把多台电脑组成网络，交换机是必不可少的配件。
可是现在市场上交换机各式各样、品牌众多，同时价格也从百元、数百元到数千元不等。
用户如何选择适合自己使用的交换机呢？又如何来判断交换机的好坏呢？那就需要注册交换机的各项性能指标，通过各项性能指标来判断、选择交换机。
下面笔者就交换机的各项性能指标进行全面的解析。
一、交换机类型交换机类型包括机架式交换机与固定配置式带/不带扩展槽交换机。
机架式交换机是一种插槽式的交换机，该类交换机的扩展性较好，可以支持不同的网络类型，但其价格较贵；固定配置式带扩展槽交换机是一种有固定端口数并带少量扩展槽的交换机，这种交换机在支持固定端口类型网络的基础上，还可以支持其它类型的网络，价格居中；固定配置式不带扩展槽交换机仅支持一种类型的网络，但同时价格也是最便宜的。
二、端口端口指的是交换机的接口数量及端口类型，交换机通常分为16口、24口或更多端口数，一般来说端口数量越多，其价格就会越高。
端口类型一般有多个RJ－45口，还会提供一个UP-Link口，用来实现交换设备的级联，另外有的端口还支持MDI/MDIX自动跳线功能，通过该功能可以在级联交换设备时自动按照适当的线序连接，无须进行手工配置。
三、传输速率现在市场上交换机主要分为百兆与千兆交换机两种，百兆交换机主要以10/100Mbps自适应交换机为主，能够通过网络自动判断、自适应运行，如果是一般公司或是家庭局域网的话，相信百兆交换机就能够满足用户的需求了。
当然，有条件的用户也可以选择100/1000Mbps自适应交换机，以适应未来网络升级的需要。
四、传输模式目前的交换机一般都支持全/半双工自适应模式，通过网络自行适应传输模式。
全双工指可以同时接收和发送数据，数据流是双向的，用来提高网络传输的效率，半双工模式指不能同时接收和发送数据，要么只能接收数据，要发只能发送数据，数据流是单向的。
五、是否支持网管网管是指网络管理员通过网络管理程序对网络上的资源进行集中化的管理，包括配管理、性能和记账管理、问题管理、操作管理和变化管理等。
程控交换机的性能指标及接口43页PPT
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
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谢谢！
43
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好9、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
程控交换机的性能指标及接口
4.2 程控交换机的外围接口
a
É b
带通
测 试 T
振 铃 控 制
R
极 性 倒 换
过 压 保 护
O馈 电 B混源自合 电 路平衡网 络
H
低通
编 / 译 码 器
C
监视S
测试总线振铃控 极性倒换 制信号 控制信号
监视信号
图4.3 用户电路功能框图
4.2 程控交换机的外围接口
4.2.2 模拟中继和数字中继 模拟中继器是数字交换机和模拟中继线的
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
4.1.4 程控交换机提供的接口和信令方式
提供的用户线接口：普通模拟单线用户、同线用户、投 币电话用户线、PABX(Private Automatic Branch eXchange 自动用户小交换机 )用户线。
提供数字型的用户信令：2B+D(2B指代两个传输通道，D 指代一个数据通道，例如在上网的同时可以拨打电话或收发 传真，就像两条电话线一样 144Kbps),30B+D（2Mbps）或者 23B+D。
数字中继线
数字中继
信号音收/发
图4.1 数字交换机的系统结构
中央处理机
4.2 程控交换机的外围接口
4.2.1 用户模块 用户模块用来连接用户回路，提供
用户终端设备的接口电路，完成用户话务 的集中和扩散，并辅助完成用户话路的通 话控制。
4.2 程控交换机的外围接口
HW 串
用户电路
┆并
变
用户电路
换
4.2 程控交换机的外围接口
BORSCHT的含义如下： B(Battery feed)：馈电。所有连接在交换机上的终端，均由交换机馈
交换机的交换模式及主要性能指标
交换机的交换模式及主要性能指标交换机交换模式及性能指标目录目录 (1)1交换机交换模式 (2)1.1快速转发交换模式（cut-through） (2)1.2碎片丢弃交换模式(fragment free) (3)1.3存储转发交换模式(store and forward) (3)1.4 各种转发模式图解 (4)1.5 IBM G8264系列交换机交换模式的操作 (4)2交换机的性能指标 (5)2.1背板带宽(backplane bandwidth) (5)2.2 线速(Line Speed/Line Rate) (5)2.3包的转发率(PPS) (6)2.4吞吐量(throughput) (6)2.6 MAC地址表容量 (8)2.6.1 MAC地址 (8)2.6.2 MAC址址表 (9)2.7其它一些技术批标 (11)2.8 MAC地址表应用实例 (11)2.9支持超大帧（Jumbo） (13)2.10 Microburst流量突出处理 (14)2.11 IBM G8264与其它厂商交换机性能指标对比实例 (14)1交换机交换模式交换机的交换模式包括静态和动态两种。
静态交换是由人工来完成端口之间传输通道的建立；动态交换是通过对目的MAC地址的查询，得到的输出端口来临时建立传输通道的，这个传输通道在数据帧传送完成后自动断开。
目前，交换机最常采用的交换模式是动态交换模式。
动态交换模式主要有：快速转发、碎片丢弃和存储转发三种模式。
1.1快速转发交换模式（cut-through）快速转发交换模式是指交换机在接收数据帧时，一旦检测到前6个字节—即目的地址就立即进行转发。
由于数据帧在进行转发处理时仅对目的MAC地址部分复制到缓冲区，并不是复制一个完整的帧，所以这个数据帧在转发之前没有经过校验和纠错，从而有可能导致错误的数据帧被转发出去。
快速转发交换模式的优点在于端口交换延迟小，交换速度快；缺点是在质量较差的物理链路上传输质量可靠性差，因此它适合于小型的交换机。
交换机的几大参数指标
交换机的几大参数指标第一、交换机内存交换机中可能有多种内存，例如Flas h（闪存）、DRAM（动态内存）等。
内存用作存储配置、作为数据缓冲等。
交换机采用了以下几种不同类型的内存，每种内存以不同方式协助交换机工作。
1.只读内存（ROM）只读内存（ROM）在交换机中的功能与计算机中的RO M相似，主要用于系统初始化等功能。
顾名思义，ROM 是只读存储器，不能修改其中存放的代码。
如要进行升级，则要替换RO M芯片。
2.闪存（Flash）闪存（Flash）是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。
3.随机存储器（RAM） RAM也是可读可写的存储器，但它存储的内容在系统重启或关机后将被清除。
第二、网络标准局域网（LAN）的结构主要有三种类型：以太网（Ethern et）、令牌环（TokenRing）、令牌总线(TokenBus)以及作为这三种网的骨干网光纤分布数据接口（FDDI）。
它们所遵循的都是IEE E（美国电子电气工程师协会）制定的以802开头的标准,目前共有11个与局域网有关的标准,它们分别是： IEEE 802.1── 通用网络概念及网桥等IEEE 802.2── 逻辑链路控制等IEEE 802.3──CSMA/CD访问方法及物理层规定IEEE 802.4──ARCnet总线结构及访问方法,物理层规定IEEE 802.5──TokenRing访问方法及物理层规定等IEEE 802.6── 城域网的访问方法及物理层规定IEEE 802.7── 宽带局域网IEEE 802.8── 光纤局域网(FDDI)IEEE 802.9── ISDN局域网IEEE 802.10── 网络的安全IEEE 802.11── 无线局域网第三、交换方式目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用直通式交换、存储转发式和碎片隔离方式三种数据包交换方式。
交换机的几大参数指标
交换机的几大参数指标交换机是计算机网络中的重要设备，用于连接多个网络设备，并实现数据包的转发和交换。
在选择交换机时，需要考虑多个参数指标，以满足网络需求和性能要求。
以下是交换机的几大参数指标。
1.端口数交换机的端口数是指交换机上可用的物理端口数量，也即连接其他设备的接口数量。
端口数决定了交换机可以连接的设备数量，也影响了网络的扩展能力和灵活性。
2.转发率交换机的转发率是指交换机每秒能够处理的数据包数量。
转发率越高，交换机的数据传输速度越快，网络的响应时间越短。
转发率是衡量交换机性能的重要指标。
3.吞吐量交换机的吞吐量是指交换机支持的最大数据传输速度。
吞吐量取决于交换机的硬件和软件设计，它决定了在高负载情况下交换机能够处理的数据流量。
4.缓存大小交换机的缓存大小决定了交换机能够临时存储的数据量。
缓存的作用是使数据暂时存储等待转发，以提高交换机的性能和减少丢包。
较大的缓存可以提高交换机的转发效率和稳定性。
5.传输延迟交换机的传输延迟是指数据包从输入端口到输出端口的传输时间。
传输延迟取决于交换机的处理能力、转发方式和网络负载等因素。
小的传输延迟有助于提高网络的实时性和响应性。
6.转发模式交换机的转发模式决定了交换机的工作方式和性能。
常见的转发模式包括存储转发、直通转发和剥夺转发等。
不同的转发模式有不同的优缺点，选择适合的转发模式可以提高交换机的性能和稳定性。
7.管理方式交换机的管理方式是指交换机的配置和监控方式。
常见的管理方式有本地管理和远程管理两种。
本地管理需要直接连接到交换机进行配置，而远程管理可以通过网络远程管理交换机。
灵活的管理方式有助于提高交换机的可管理性和维护性。
8.安全性能交换机的安全性能是指交换机对网络安全威胁的防护能力。
常见的安全功能包括端口隔离、访问控制列表、四层流量控制等。
优秀的安全性能可以保护网络系统不受恶意攻击和网络故障的影响。
以上是交换机的几大参数指标。
在选择交换机时，需要根据具体的网络需求和性能要求进行综合考虑，并选择适合的交换机类型和配置，以满足网络性能和安全的要求。
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网 至数字交 络 换网络
接 HW
口
图4.2 用户模块结构
4.2 程控交换机的外围接口
采用用户模块会带来以下好处: 节省了线路投资,扩大了交换局的服务范围; 提高了网络的灵活性,用户模块可容易地扩展成新局，现存局可采用
接口电路,它用于和模拟交换机的连接。模拟中 继器和用户电路都是和模拟线路相连接的,因此 它们在功能上有很多相似之处。模拟中继器的 基本功能框图如图4.4所示。
4.2 程控交换机的外围接口
模拟中继 测 线信号 试
过 压 保 护
线 路 信 号 监 视
忙 / 闲 指 示
混
带通
合 平衡 网络
电
路
低通
编 / 译 PCM 码 信号 器
在局间中继线上普遍采用数字中继，如E1 和T1。信令可以是随路信令和公共信令。
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
4.1.5 可靠性指标 可靠性指标是衡量电话交换机维持良好服务质量的持久能力
的指标。 程控交换系统的可靠性通常用可用度和不可用度来衡量。为
了表示系统的可用度和不可用度，定义了两个时间参数：平均故障 间隔时间MTBF(Mean Time Between Failure)和平均故障修复时间 MTTR(Mean Time To Repair)。前者是系统的正常运行时间，后者 是系统因故障而停止运行的时间。因此，可用度A可表示为
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
⑥提供各种特种服务呼叫，包括各类查询和申告； ⑦提供与公用网中移动用户用户间的呼叫和呼叫无线呼叫用户的业务； ⑧能向维护操作人员提供维护操作呼叫；
（2）补充业务
①缩位拨号；②热线服务；③呼出限制； ④免打扰服务；⑤查找恶意呼叫；⑥闹钟服务； 等
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
图4.4 模拟中继器功能框图
4.2 程控交换机的外围接口
数字中继器的主要功能有: ·码型变换和反变换,主要是进行PCM传输线上 的HDB3码和局内的单极性不归零码之间的变换; ·时钟提取和帧同步; ·提取和插入随路信令信号。
4.2 程控交换机的外围接口
4.2 程控交换机的外围接口
BORSCHT的含义如下： B(Battery feed)：馈电。所有连接在交换机上的终端，均由交换机馈
电。程控交换机的馈电电压一般为-48 V。通话时馈电电流在20～100 mA之 间。馈电方式有恒压馈电和恒流馈电两种。
O(Over-voltage)：过压保护。程控交换机内有大量的集成电路，为保 护这些元器件免受从用户线进来的高电压、过电流的袭击，一般采用二级保 护措施。第一级保护是在用户线入局的配线架上安装保安器，主要用来防止 雷电。但由于保安器在雷电袭击时仍可能有上百伏的电压输出，对交换机内 的集成元器件仍会产生致命的损伤，因此，在模拟用户接口电路中一般还要 完成第二级过压保护和过流保护。
数字中继线
数字中继
信号音收/发
图4.1 数字交换机的系统结构
中央处理机
4.2 程控交换机的外围接口
4.2.1 用户模块 用户模块用来连接用户回路，提供
用户终端设备的接口电路，完成用户话务 的集中和扩散，并辅助完成用户话路的通 话控制。
4.2 程控交换机的外围接口
HW 串
用户电路
┆并
变
用户电路
再启动次数是衡量交换机工作质量的一个重要指标。一般要求每月再 启动次数在10次以下。尤其是高级别的再启动，由于其破坏性大，所以 其次数应越少越好。
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
4.1.7 服务质量标准Qos （1）呼损指标 指被叫空闲的条件下，交换设备未能完成的电话呼叫数量 和用户发出的电话呼叫数量的比值，简称呼损。 （2）接续时延 包括用户摘机后听到拨号音的时延和用户拨号完毕至听到 回铃音的时延。
D-Channel：ISDN的D-Channel通信主要用于传输控制信号，如建 立和终止B-Channel的通信，检查是否有可用的B-Channel，提供一些有 用的用户信息(如对方的电话号码)。
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
对于接入网设备，交换设备应能够提供V5接 口（本地交换机和接入网之间的数字接口 ）， 包括V5.1和V5.2接口
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
4.1.4 程控交换机提供的接口和信令方式
提供的用户线接口：普通模拟单线用户、同线用户、投 币电话用户线、PABX(Private Automatic Branch eXchange 自动用户小交换机 )用户线。
提供数字型的用户信令：2B+D(2B指代两个传输通道，D 指代一个数据通道，例如在上网的同时可以拨打电话或收发 传真，就像两条电话线一样 144Kbps),30B+D（2Mbps）或者 23B+D。
4.2 程控交换机的外围接口
H(Hybrid)：混合电路。数字交换网络完成4线交换 (接收和发送各1对线)，而用户传输线路上用2线双向传 送信号。因此，在用户话机和编/解码器之间应进行2/4 线转换，以把2线双向信号转换成收、发分开的4线单向 信号，而相反方向需进行4/2线转换；同时可根据每一 用户线路阻抗的大小调节平衡网络，达到最佳平衡效果。 这就是混合电路的功能。
第四章 数字交换系统的终端和接口
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标 4.2程控数字交换机的外围接口
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
4.1.1 主要业务性能指标 （1）基本电话业务
①提供本地网用户相互间电话呼叫； ②提供国内和国际长途自动直接的来、去话业务 ③提供人工挂号的迟接制和立接制的国内和国际长途去话业务，并通 过长途交换设备和话务员座席向用户提供各类查询、申告业务； ④提供人工挂号的迟接制的郊县和农村的去话业务 ⑤提供有关用户交换机的业务；
4.2 程控交换机的外围接口
R(Ring)：振铃。振铃信号送向被叫用户，用于通知被叫有 呼叫进入。向用户振铃的铃流电压一般较高。我国规定的标准是 用75±15 V、25 Hz交流电压作为铃流电压，向用户提供的振铃节 奏规定为l s通，4 s断。高电压是不允许从交换网络中通过的， 因此，铃流电压一般通过继电器或高压集成电子开关单独向用户 话机提供，并由微处理机控制铃流开关的通断。此外，当被叫用 户一摘机，交换机就能立刻检测到用户直流环路电流的变化，继 而进行截铃和通话接续处理。
4.2 程控交换机的外围接口
在程控数字交换机中，核心是交换网络， 还包括控制系统和各种外围接口电路(比 如用户模块、中继器、信令设备等)。基 本结构如图4.1所示。
4.2 程控交换机的外围接口
用户模块
用户电路
PCM
数
用户处理机
字
远端模块
交
用户电路
数字中继
换
数字中继
网
络
模拟中继线
模拟中继
用户处理机
4.2 程控交换机的外围接口
a
É
带通
测 试 T
振 铃 控 制
R
极 性 倒 换
过 压 保 护
O
馈 电 B
混
合 电 路
平衡网 络
H
编 / 译 码 器
b
低通
C
监视S
测试总线 振铃控 极性倒换 制信号 控制信号
监视信号
图4.3 用户电路功能框图
4.2 程控交换机的外围接口
4.2.2 模拟中继和数字中继 模拟中继器是数字交换机和模拟中继线的
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
(2) 再启动次数
再启动是指当系统运行异常时，程序和数据恢复到某个起始点重新开 始运行。再启动对于软件的恢复是一种有效的措施。再启动会影响交换 系统的稳定运行。按照对系统的影响程度的不同可以将再启动分成若干 级别，影响最小的再启动可能使系统只中断运行数百毫秒，对呼叫处理 基本没有什么影响，而较高级别的再启动会将所有的呼叫全部损失掉， 所有的数据恢复初始值，全部硬件设备恢复为初始状态。
4.1 程控数字交换系统的主要业务性能指标
4.1.4 程控交换机提供的接口和信令方式
B-Channel：以每信道64Kbps的速率传送数据(或将两个信道捆绑 在一起以128Kbps的速率使用)；每一个B-Channel信道就像是一根“管 道”，两个B-Channel信道可以被捆绑在一起用来以较快的速度下载文 件。当有外部呼叫进入时，则可以暂时中止其中一个信道的文件下载， 让给新的呼叫请求而不需终止整个下载过程，在新的呼叫请求通信结束 后可以选择恢复下载。这个通信过程完全是由另一分开的D-Channel来 控制的。
集线器扩展; 改善了用户线传输质量, 缩短了用户线的模拟部分,提高了传输质量; 用户可以较容易地实现高速数据通路连接; 提高了系统可靠性,系统采用分级控制,使整个控制系统的可靠性提
高;
4.2 程控交换机的外围接口
1. 模拟用户接口电路 数字程控交换机中用户电路的功能可归纳为BORSCHT7项功能,它们具体是: B（Batteryfeeding,馈电） O（Overvoltageprotection,过压保护) R（Ringingcontrol,振铃控制) S（Supervision,监视 C（CODEC&Filters,编/译码和滤波) H（Hybrid circuit,混合电路) T（Test,测试)
当于可用度A不小于99.9994％。要提高可靠性，就要提高 MTBF或降低 MTTR，这样就对硬件系统的可靠性和软件的可维护性提出了很高的要求。