现代电信交换复习资料

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1、现代电信交换复习资料1.3 P4的C0和CL的主要区别（3点）1.6电路交换：P17；报文交换：P18；分组交换：P19；帧中高速继：是以分组交换技术为基础的高速分组交换技术， 对X.25通信协议进行了简化和改进，将逐段的差错控制和流量控制处理移到网外端系统中实现；ATM： P19；传统 路由器：功能主要通过软件实现，软件处理速度越来越慢，拥挤成为突出问题；高速路由器采用多层交换技术，采 用2种独立方法解决传统路由器的瓶颈问题：P21。1.7电路交换适合于电话交换、文件传送、高速传真业务使用，但它不适合突发业务和对差错敏感的数据业务使用。 多速率电路交换适用于NISDN。报文交换适用于公共电报

2、及电子信箱业务。传统的分组交换主要应用于数据通信， 很难应用于实时多媒体业务。帧中继适用于处理突发性信息和可变长度帧的信息，特别适用于计算机网络互连。ATM 支持语音、数据、图象等各种低速和高速业务，是一种与业务无关的全新交换方式。路由器可以进行不同类型网络 协议的转换，实现异种网络互连。高速路由器增强网络的可扩展性。2.3主要应用有：（1）基本应用：包括数字电话通信网、基于电路交换方式的数据网、窄带综合业务数字网NISDN； （2）扩展应用：智能网应用、网络的操作、维护与管理、陆地移动通信网、NISDN补充业务等。基本应用只 使用7号信令系统的4级功能结构。而扩展应用则是在4级的基础上增了

3、SCCP、TC和TC用户部分，扩展成7 层结构。2.5 有 FISU、MSU、LSSU 三种类型。FISU是当链路上没有MSU或LSSU发送时才发送的，用以维持信令链路的正常工作；LSSU用于在一条信令链路 的两端的信令点之间传递通信信息；MSU传递与呼叫建立、监视、释放、数据库查询、响应、信令网维护、测试、 管理相关的信令。2.11 1）HSTP采用AB平面连接法，2）LSTP分别连至本信令区的2个HSTP，3）SP连至2个STP，4）二信令点间 的话路群足够大时，采用直联方式，5）每个Link SET至少2条link。3.7、通过PCM信道进行通信1）利用时隙16进行通信，2）通过数字交换

4、网络的PCM信道直接传送。2、采用计 算机网常用的通信结构：1）多总线结构共享存储器方式 通过共享输入/出接口进行通信2）环形结构3.101 a |TS5511 4a20 TS如CMu5 iCM是控制信息交换的转发表，由处理机构造，控制信息写入控制存储器，只要没有新的信息写入，控制存储器 的内容就不变；每一帧重复读写过程，输入第5时隙的信息，在每一帧都被交换到第20输出时隙中去。3.11入线配置控制存储器是控制接续的转发表；控制存储器的容量等于每条复用线上的时隙数，而每个单元的位数决定了选择输 出线的地址码位数；在入线配置时，在CM的第一单元第15个存储单元中写入5，在CM的第二单元的第30存

5、储单 元中写入7；在出线配置时，在CM的第5单元的15存储单元中写入1，在CM的第7单元的30存储单元中写入2。 3.13FCW64+40=1044.1:区别是：统计时分复用在给定用户分配资源时采用动态分配，只有在用户有数据传递时才给它分配资源，因此 线路的利用率较高。而同步时分复用是固定分配，统计时分复用更适合于数据通信，因为：数据通信有突发性的特 点。并对可靠性要求高，而不象电话通信对实时性要求高，所以统计时分复用更适合于数据通信，提高了资源的利 用率。4.5 SVC是指在每次呼叫时用户通过发送呼叫请求分组来临时建立虚电路的方式；PVC：如果应用户预约，由网络运营者为之建立固定的虚电路，就

6、不需要在呼叫时再临时建立虚电路，而可以直接 进入数据传送阶段，这称为PVC。4.8交换机的作用为：呼叫建立方面：在虚电路方式下，分组交换机要按用户的要求进行路由选择，在源点和终点 的用户设备之间建立起一条虚电路，同时交换机内要建转发表；数据报方式：对每个分组都进行路由的选择， 不需要转发表；数据传输：虚电路方式，当出端口有相应的带宽时，按转发表转发分组；数据报方式，对每一 分组要重新进行路由选择，一旦选好路由，该分组直接进行转发。5.2因为：1、ATM采用固定长度的短分组，所以处理时间短，响应快，便于用硬件实现，适合实时业务和高速应 用；这点类似于电路交换。2、ATM按信元进行统计复用，按需分

7、配带宽；这点类似于分组交换。3、ATM采用分组 交换中的虚电路形式，同时在呼叫建立时向网络提出传输所用的资源；取消了逐段链路的差错控制和流量控制；使头部简单；这几点克服了分组交换和电路交换各自的缺点。即：CS 固定带宽KHB 1 atm.ps r灵活带宽口1st延丕固由5.7虚信道VC表示单向传送ATM信元的逻辑路径，用VCI进行标识，表明传送该信元的虚信道；虚通道VP表示属 于一组VC子层ATM信元的路径，由VPI进行标识，表明传送该信元的虚通道；二者相比，VC相当于支流，对VC的 管理粒度比较细，一般用于网络的接入，VP相当于干流，将多个VC汇聚起来形成一个VP，对VP的管理粒度比较 粗，

8、一般用于骨干网。5.9在ATM参考模型中：用户平面提供用户信息流的传送，用时也具有一定的控制功能；控制平面完成呼叫控制和 连接控制功能，利用信令进行呼叫和连接的建立、监视和释放；管理平面包括层管理和面管理，层管理完成与各协 议层实体的资源和参数相关的管理功能，同时还处理与各层相关的OAM信息流，面管理完成与整个系统相关的管理 功能，并对所有平面起协调作用。6.1因为广播型网络以广播分组实现计算机间的通信，它不需要网络提供路由选择和中间交换等功能，所以不需 要网络层。6.2改进的共享介质的多址接入技术为：每个站点采用边发送边监听的技术，具体为：1）监听介质是否空闲，若 空闲就传输，否则转第2步，

9、2）直监听到信道空闲，然后马上传输，3）在传输的过程中，同时继续监听，若发 现冲突，则发出一个短小的干扰信号，进行冲突强化，以使所有站点都知道发生了冲突并停止传输，4）发送完干 扰信号，等待一段随机的时间后，再重新传输（从第一步开始）。6.4网桥是双端口的，而第二层交换机是多端口的；网桥只支持相同类型局域网的互连，而第二层交换机支持异 构局域网之间的互连，且处理效率高；网桥和第二层交换机工作于OSI/RM的第2层，路由器工作于OSI/RM的第三 层；通过路由器互连的局域网被分割成不同的IP子网，每一个IP子网是一个独立的广播域。7.1路由器的工作原理：路由器工作在OSI的下三层。完成不同网络之

10、间的数据存储和转发；路由器从端口接收 到IP分组，分析分组信息，提取目的IP地址，以目的IP地址为索引，在路由表中使用最长匹配原则进行查找， 得出目的网络，并进行相应地转发。特点：1）寻找去往目的网络的最佳路径2）转发分组。7.3基于IP的Internet提供一种尽力而为的服务，对每一个经过路由器的分组都要经过一系列的操作，所以发 现一数据有错，为了不影响路由器的工作，提高效率，而采用丢弃的方法。7.8重叠模式的优点是：与标准的ATM网络及业务兼容，缺点是IP的传输效率低，地址解析服务器太易成为网络 瓶颈，不能充分发挥ATM在QOS方面的优势，因而不适宜用来构造大型骨干网。集成模式的优点是：综

11、合了第三层路由的灵活性和第2层交换的高效性，IP分组的传输效率高，可以充分发挥ATM 面向连接的全部优点，缺点是协议较为复杂，与标准ATM技术不兼容。从技术特点上看，集成模型更象多层交换技 术。7.188.1引入IN的目的是要改变业务提供者对交换网络具有强烈的依赖性这一局面；IN的提出环境为：电信市场应该 从垄断走向开放，必须对原来的电信业务的生成及提供方式进行变革；IN实现的思想是：把交换机的交换接续功能 与业务控制功能分开。8.2软交换的提出环境是：我们要实现异构网络的无缝连接和更广泛的业务和应用，因传统IN仍然是按照不同业 务网独立设置的，并未考虑不同运营商，不同类型网络，不同类型业务统

12、一接入处理和互连互通。而软交换作为一 个开放的功能实体，采用标准的开放协议与外部实现通信。设立独立的MGC （媒体网关控制器），所以控制功能，包 括呼叫控制、连接控制、接入控制和资源控制等功能由MGC来完成，MGC即为软交换设备。第一章绪论1. 1 交换与通信网1.1.1交换机的引入P1通信的目的是实现信息的传递。如图1.2所示，这样的一种连接方式称为全互连式。当N较大时，无法实用化1.1.2通信网P2每一台通信终端通过一条专门的用户环线（简称用户线）与交换机中的用户接口连接。网中直接连接电话机或终端的交换机称为本地交换机。仅与各交换机连接的交换机称为汇接交换机。当通信距离很远，通信网覆盖多个

13、省市乃至全国范围时，汇接交换 机常称为长途交换机。P3 当 PBX 具有自动交换能力时，又称为 PABX（ Private Automatic Branch Exchange）。交换机它就像公路中的立交桥1.1.3面向连接网络和无连接网络P3这两种工作方式可以比作铁路和公路,铁路是面向连接的.铁路:一路畅通，保证运输质量.公路：在每个岔路口都要进行选路.此后每个数据块都经过这个连接来传送，不再需要选择路由.数据传送结束后，由任意一端用一个”清除请求”消息来终止这一连接.面向连接网络建立的连接有两种：实连接和虚连接.P4无论是否有用户信息传递,这条专用连接始终存在，且在每一段占用恒定的电路资源，

14、那么这个连接就叫实连 接;如果电路的分配是随机的,用户有信息传送时才占用电路资源，无信息传送就不占用电路资源叫虚连接.显然，实连接的电路资源利用率低.在以后通往C站路由的各节点上,都作类似的处理.每个路由虽都有同样的目的地址，但并不遵循同一路由.（1）而无连接网络绎不绝不为用户的通信过程建立和拆除连接.面向连接网络中的节点为生一个呼叫选路.无连接网络中的节点为每一个传送的信息选路.（3）用户信息较长时,用面向连接，反之，无连接.1.1.4网络分层模型P4为了保证各网络与设备有良好的互通性，降低设计的复杂度，人们引入了分层参考模型P5物理层协议主要规定了计算机或终端与通信设备之间的接口标准.物理

15、层传送的基本单位是比特,又称位.将网络层送下来的信息（分组）组成帧传送，每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息.P6这样,链路层就把一条有可能出错的实际物理链路转变成让网络层向下看起来好像是一条不出差错的链路数据链路层传输的基本单位是帧.3）网络层网络层将从高层传送下来的数据打包,再进行必要的路由选择，差错控制，流量控制以及顺序检测等处理.网络层的主要任务是路由选择,数据包的分段和重组以及拥塞控制等.网络层所传送的信息的基本单位叫做分组或者包.4）运输层运输层为会话层提供了一个可靠的端到端的服务.运输层的主要功能是建立，拆除和管理端系统和会话连接.这种连接是会话实体之间的一种逻辑信道.运

16、输层传送的信息的基本单位是分段报文.5）会话层会话层又称会晤层,其任务就是提供一种有效的方法，以组织和协商两个表示层进程之间的会话,并管理它们之间 的数据交换.会话是指两个用户（表示层进程）之间的连接.P7会话层传送的信息的基本单位也叫报文，但它与运输层的报文有本质的不同.6）表示层表示层对信息格式和编码起转换作用.表示层传送的信息也是以报文为单位的.7）应用层应用层传送的是用户数据报文.OSI定义了请求.指示，响应，证实四种类型的原语.如果发方提出请求，收方给以确认,这类服务称为有证实的服务,它可以保证信息的可靠传送;如果对服务结果不 确认，则称为非证实的服务，这类服务不能保证信息的可靠传送

17、.第N层加上一些必要的控制信息H（Header）后,就构成第N层的协议数据单元N-PDU,H字段帮助对等层实体执行 相应的对等层协议.1.1.5信息在网络中的传送方式P8同步时分复将时间划分为基本时间单位，一帧时长是固定的（常见的为125us）.具有周期出现的特点.一子信道传递一路信息.STM必须按信息最大束率分配信道资源，这一点对恒定比特率业务没有影响，但对可变比特率业务会有影响, 它会降低信道利用率.2.把需要传送的信息分成很多小段，称为分组.一个信道中的信息与它在时间轴上的位置（即时隙）没有必然联系.对异步时分复用信号的交换实际上就是按照每个分组信息前的路由标志，将其分发到出线.P9异步

18、时分复用的优点是能够统计地.动态地占用信道资源.在相等的信道资源前提下,ATM比STM接纳的连接数更多.1. 2交换原理1交换节点的功能结构P9通信网由终端，交换机和传输系统组成.网络中的复杂控制只能由交换机来完成，因此，交换机的性能决定了网络的性能.但实现交换的基本成分均包含路由表，转发表（可选），交换模块（分为定分型，共享存储型和总线型等）和相关 控制信令（路由信息交换信令，转发表的建立控制信令，局间端到端的连接建立信令等）.P10复杂的网络结构是这几种基本结构的组合.交换机要正确完成指定的交换功能，基本的前提是网络中的每一个交换节点都必须拥有当前网络的拓扑结构信 息.我们将交换节点中存储

19、的到网络中每一个目的地的路由信息的数据结构称为”路由表”，交换节点依靠它进行寻址选路.路由表可以静态设置，路由表也可以动态创建。在无连接网络中，由于每一个分组都携带目的地网络地址，交换节点只需要根据路由表就可以完成从入端口到 出端口的交换。P11在面向连接网络中，连接建立阶段传递的控制数据中包含目的地地址，相应入端口的信息应该交换到哪一个出端口，交换节点同时将该信息保存到一张数据表中，以维护网络内的连 接状态，这张表就是转发表。在用户数据传输阶段，用户数据无需携带目的地地址，交换节点将根据已经建立好的 转发表实现快速的数据交换。实际上，转发表记录的是一个交换节点当前维持的连接在该交换节点实现交

20、换时要走 的内部通道信息。对于CL型的网络，只需一张路由表，而CO型的网络则需要两张表：路由表和转发表。路由表建立的是交换机 之间的连接，而转发表控制交换机内部数据的高速转发。转发表通过管理系统或信令协议来创建。通过管理系统创 建的转发表，一般提供永久或半永久连接；而通过信令创建的转发表，支持动态交换型连接。1.2.2基本交换单元P11基本交换单元有如下几种：空分阵列、共享总线型交换单元和共享存储器型交换单元。P122）（1）开关阵列的交叉点数是交换单元的入线数和出线数的乘积。(2) 一列开关只能有一个处于接通状态。总线按时隙轮流分配给各个入线控制部件和出线控制部件使用。P13因此共享总线型交

21、换单元既可以用于同步交换也可以用于存储转发交换，这取决于时隙分配原则。它的核心部件是存储器。共享存储器型交换单元既可用于同步交换也可以用于存储转发交换。1.2.3交换机的物理结构P13 一台电话交换机通常同三部分组成:接口、交换网络及控制系统，P14并按信号的性质分别将信令传送给控制系统，将用户信号传送给交换网络.第2章7号信令系统2.1.1信令的概念P28我们将这些控制信息的语法、语义、信息传递的时序流程以及产生、发送和接收这些控制信息的软、硬件共同组成的集合体称为信令系统。所谓信令,就是指在通信网上为完成某一通信业务，节点之间要相互交换的掏信 息(包括终端、交换节点、业务控制节点)。2.1

22、.2信令的功能P28信令系统的主要功能就是指导终端、交换系统、传输系统协同运行，在指定的终端间建立和拆除临时的通 信连接，并维护网络本身的正常运行，包括监视功能、选择功能和管理功能。P29即使在通信阶段，信令系统也始终对用户通信状态进行着不间断的监视。由于系统在实现一个通信业务的 过程中起了重要作用，因此人们将其比作通信网的神经系统。2.1.3信令的分类信令按其工作区域的不同可分为用户线信令和局间信令，(1) 用户线信令指在终端和交换机之间的用户线上传输的信令.由于每一条用户线都要配置一套用户线信令设备, 所以用户线信令应尽量简单，以降低设备的复杂度和成本.(2) 局间信令指在交换机和交换机之

23、间、交换机与业务控制节点之间传递的信令.信令按所完成的功能分有监视信令、地址信令及维护管理信令.P30随路信令系统的主要特点是信讼与用户信息在同一条信道上传送，或信令信道与对应的用户信息传送信道对应.公共信道令系统的主要特点是信令在一条与用户信息道分开的信道上传送,并且该信令信道并非某一个用户信 息信道貌岸然的专用信令信道,而是为一群用户信息信道所共享.目前，在电话通信网上，已标准化和正在使用的局间公共信道令系统只有一种，就是7号信令系统.2.1.4信令方式P31这就要求设备之间的信令遵守一定的规则的约定，这就是信令方式，它包含信令的编码方式、信令在多段链 路上的传送方式及控制方式.1.信令的

24、编码方式有未编码方式和已编码方式两种.(1)其中使用最多的是多频编码方式.(3) 信令单元方式:是目前的各类公共信道信令系统广泛采用的方式,其典型代表是7号信令系统.端到方式的特点是:发码速度快,拨号后等待时间短，但要求全程采用同样的信令系统,并且发端信令 设备在连接建立期间占用周期长.P32(3)目前的7号信令系统中，主要采用逐段转发方式，但也支持端到端的信令方式.目前在7号信令系统中，主要采用了非互控方式,但是为了保证可靠性，并没有完全取消后向证实信令.2.2 7号信令系统简介2.2.17号信令系统是ITU-TD在20世纪80年代初为数字电话电话网设计的一种局间公共信道信令方式.P33独立

25、于具体业务的新型信令系统，目前，ITU-T的第11工作组仍在继续宽带网络中信令技术的研究工作.2.2.2(2)目前的7号信令系统采用了 4级结构和OSI7层协议并存的结构，即为了支持扩展应用,7号信令在4级结构的基 础上，增加了 SCCP、TC和TC-用户部分,扩展成7层结构，以支持智能网、移动网和网张的运行、维护和管理业务.2.2.37号信令系统最显著的特征是:它是一个以分组通信方式在局间专用的信令链路上传递控制信息的公共信道信令 系统，主要的特点如下：(1) 局间的7号信令链路由两端设备和它们之间的数据链路组成，目前使用的速率为64kb/s.(2) 7号信令系统的本质是一个高速分组交换系统

26、，(3) 分组被称为信号单元SU.因此，每个电路相关的SU中必须包含一个标记，以识别该传送的信令属于哪一 个话路.第3章电路交换技术3. 11电路交换的特点P531)电路交换是一种实时交换，2)电路交换是面向连接的交换技术。3)恒定带宽(通常是64Kb/s)的电路。P54由于中呼叫建立阶段已获得了全部的通信资源，通信阶段无需缓存和差错控制机制。3. 12电路交换机的分类P54从不同的角度可以对电路交换机进行分类。1. 按交换网络传送的信号形式，2. 按交换网络的接续方式，3. 按控制方式。3. 2电路交换机的硬件结构P54典型的电路交换系统是电话交换系统。电路交换机的总体结构包括硬件和软件两部

27、分。其硬件结构分为话路子系统和控制子系统。话路子系统主要 由接口电路和交换网络组成。接口的作用是将来自不同的终端(电话机、计算机等)或其它交换机的各种信号转 换成统一的交换机内部工作信号，并按信号的性质分别将信令送给控制系统，将业务消息送给交换网络。交换网 络的任务是实现各入、出线上信号的传递或接续。控制子系统对话子系统进行控制。3. 21话路子系统P55模拟用户接口是数学程控交换机连接模拟用户线的接口电路。P56我国规定的标准是用7515V、25Hz交流电压作为铃流电压。高电压是不允许从交换网络中通过的。用户挂机空闲时，直流环路断开，馈电电流为零；反之，用户摘机后，直流环路接通，馈电电流在2

28、0mA以上。专用收号器也叫“硬收号器。”数学交换网络完成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。用户级是用户集线器LC (line Concentration )的简称，它完成话务集中的功能。以提高交换网络的利用率。 集中比一般为2:18:1。P57远端用户级与母局之间用数字链路连接。P57连接用户终端且环线采用数字传输的交换机接口称为数字用户接口。已标准化的数字用户接口有基本速 率接口 BRI (Basic Rate Interface)和基群速率接口 PRI (Primary Rate Interface)o这两个接口的传输帧结构 分别为2B+D和30B+Do收

29、发器的主要作用是实现数字信号的双向传输。回波抵消法采用混合线圈实现2/4线变换，在同一对线上可以同时传送两个方向的信号，它所需的频带窄，传 输距离长，是目前数字用户线采用的主要技术。P585.数字中继DT (Digital Trunk)接口是数字交换系统与数字中继线之间的接口电路，可适配PCM 一次群或高 次群的数字中继线。P59它分散在用户接口和中继接口电路中。除铃流信令外，其它音信令和多频信令都是以数字形式直接进入数字交换网络，并像数字话音信号一样交换到 所需端口。音信令的数字化原理和话音完全一样。交换局间，那么图3.1中的信令设备主要完成7号信令第二功能级的功能，第一功能的功能由数字中继

30、完成， 第三和第四功能级的功能由控制系统完成。P597.呼叫处理的目的是在需要通话的用户之间建立一条通路，以支持节点交换功能。交换网络可在处理机的控制下建立任意两个终端之间的连接。P60这就是话音电路交换，它实质上是一种时隙交换。3. 2. 2控制子系统P60 图 3.8 图 3.9三种基本的配置方式：集中控制、分散控制和分布式控制。假设某一交换机的控制系统由多台处理机组成，每一台处理机均装载全部软件，可以完成所有控制功能，访问 所有硬件资源，这种控制方式就叫集中控制方式。1) 也可设置公用存储器，用作各处理机间的通信。P612) 可见，在交换处理中处理复杂性与执行次数成反比。三级之间体现了功

31、能分担，而在预处理机这一级采用容量分担。P61采用分布式控制时微处理机的数量相对增多，微处理机之间的通信也增加。P62但是只有一台处理机输出控制信息，控制话路设备的工作。所谓微同步，就是要将两台处理机的执行结 果通过比较器不为导进行检查比较。微同步方式的优点是较易发现硬件故障，且一般不影响呼叫处理。微同步方式的缺点是对软件故障的防卫较差， 此外，由于要不断地进行同步复核，因此效率也不高。当一台处理机产生故障时，可由另一台承担全部负荷。(2)这种程序差错往往要在特定的动态环境中才显示出来。P63 一台处理机联机运行，另一台处理机与话路设备完全分离或为备用。当主用机发生故障时，进行主/备用 机倒换

32、。3. 2. 3处理机间通信P63这里仅介绍几种常见方式。P631. (1)交换机内部的16时隙是空闲的，可以用作处理机间的通信信道。这种通信方式不需要增加额外的硬件， 软件的费用也小，但通信的信息量小，速度慢。(2)可以通过PCM信道传送(任一时隙)，并且也能由数字交换网络 进行交换。为了区分信道中信息的类型，不同的信息需要加不同的标志，以便识别。用这种方式能进行远距离通信， 但缺点是占用了通信信道，并且费用较大。P63这两种方式都要共享一组总线，因此必须有决定总线控制权的判优电路。P64每一台处理机、每一个存储器均连接一条独立总线。共享存储器的方法能提供较高的速度和通信信息量，但处理机间的

33、物理距离不能很远。第4章分组交换技术4. 1. 1分组交换的产生背景P110电路交换技术是最适合于话音通信的，人们越来越多地希望多个计算机之间能够进行资源共享，即能够进行数据业务的交换。数据业务不像电话业务那样具有实时性，而是具有突发性的特点，并要求高度的可靠性。 传统的电路交换技术的缺点越来越明显；固定占用带宽，线路利用率低，通信的终端双方必须以相同的数据率进行 发送和接收等。所有这些都表明电路交换不适合于进行数据信息。分组交换技术是一种存储一转发的交换技术，被广泛用于数据通信和计算机通信中。4. 1. 2分组交换的概念P111分组交换不像电路交换那样在传输中将整条电路都交给一个连接，而不管

34、它是否有信息要传送。分组交 换的基本思想是：因此分组交换可以达到资源共享，它克服了电路交换中独占线路、线路利用率低的缺点。同时，由于分组的长 度短，格式统一，便于交换机进行处理，因此它能比传统的“报文交换”有较小的时延。4. 1. 3分组交换的优缺点P111分组交换的优点可以归纳如下：采用动态统计时分复用的技术传送各个分组，每个分组都有控制信息。 （2）不需要建立端到端的物理连接。（3）每个分组在网络内的中继线和用户线上传输时，可以逐段独立地进行差错控 制和流量控制。（5）分组交换方式可准确地计算用户的通信量，因此通信费用可按通信量和时长相结合的方法计算， 而与通信距离无关。P112分组交换具

35、有以下缺点：（1）平均时延一般都在数百毫秒，而且各个分组的时延具有离散性。（2）从而增 加了开销，分组交换适宜于计算机通信等突发性或断续性业务的需求，而不适合于在实时性要求高、信息量大的环 境中应用。4. 1. 4分组交换面临的问题P112从这些优缺点可以看出，分组交换技术对语音（电话）通信和高速数据通信（2.048Mb/s以上）是不适 应的，它难以满足对实时性要求比较高的电话和视频等业务。但是到了 20世纪90年代，用户对数据通信网的速率提出了更高的要求，而采用现有分组交换技术的分组交 换系统的能力几乎达到了极限，因此人们又开始研究新的分组交换技术。光纤的数字传输误码率小于10 9，光纤数

36、字传输系统能提供40Gb/s的速率，通常提供2Mb/s和34Mb/s信道。在这种通信信道条件下，分组交换中逐段的差 错控制、流量控制就显得没有必要，因此快速分组交换FPS （Fast Packet Switching）技术迅速地发展起来。快速分组交换可以理解为尽量简化协议，只具有核心的网络功能，可提供高速、高吞吐量、低时延服务的交 换方式。帧中继作为快速分组交换FPS的一种。4. 2. 1统计时分复用P113在数字传输中，为了提高数字通信线路的利用率，可以采用时分复用的方法。而时分复用有同步时分复 用和统计时分复用两种。分组交换中采用了统计时分复用的概念，它在给用户分配资源时，不像同步时分那样

37、固定 分配，而有采用动态分配（即按需分配），只有在用户有数据传送时才给它分配资源，因此线路的利用率较高。分组交换中，执行统计复用功能的是具有存储能力和处理能力的专用计算机信息接口处理机（IMP）。这些用户数据的区分不像同步时分复用那样靠位置来区分，而是靠各个用户数据分组头中的“标记”来区分的。 这样每个用户的传输速率可以大于平均速率，最高时可以达到线路的总的传输能力。统计时分复用的缺点是会产生附加的随机时延并且有丢失数据的可能。这是由于用户传送数据的时间是随机的， 若多个用户同时发送数据，则需要进行竞争排队，弓I起排队时延；若排队的数据很多，弓I起缓冲器溢出，则会有部 分数据被丢失。4. 2.

38、 2逻辑信道P114在统计时分复用中，虽然没有为各个终端分配固定的时隙，但通过各个用户的数据信息上所加的标记， 仍然可以把各个终端的数据在线路上严格地区分开来。这样，在一条共享的物理线路上，实质上形成了逻辑上的多 条子信道，.我们把这种形式的子信道称为逻辑信道，用逻辑信道号LCN （Logical Channel Number ）来标识。 逻辑信道号由逻辑信道群号及群内逻辑信道号组成，二者统称为逻辑信道号LCN。在统计复用器STDM中建立了终端 号和逻辑信道号的对照表。逻辑信道的特点：（1）同一个终端可以同时通过网络建立多个数据通路，它们之间通过LCN来进行区分。但在同一次呼叫连接中， 来自某

39、一个终端的数据的逻辑信道号应该是相同的。（2）信道号并不在全网中有效，而是在每段链路上局部有效， 或者说，它只具有局部意义，网内的节点机要负责出/入线上逻辑信道号的转换。4. 2. 3虚电路和数据报P114分组是如何通过网络的？分组在通过数据网时有两种方式，虚电路VC （Virtual Circuit）方式和数据报 DG （DataGram）方式。P115两终端用户在相互传送数据之前要通过网络建立一条端到端的逻辑上的虚连接，称为虚电路。一旦这种 虚电路建立以后，属于同一呼叫的数据均沿着这一虚电路传送。它是面向连接的方式。两个用户终端之间建立的是虚连接；两用户终端之间建立的是实连接。多个用户终端

40、的信息在固定的时间 段内向所复用的物理线路上发送信息。每个终端发送信息没有固定的时间，换句话说，建立实连接时，不但确 定了信息所走的路径，同时还为信息的传送预留了带宽资源；而在建立虚电路时，仅仅是确定了信息所走的端到端 的路径，但并不一定要求预留带宽资源。我们之所以称这种连接为虚电路，正是因为每个连接只有在发送数据时才 排队竞争占用带宽资源。所有AB的分组均沿着VC1从A到达B。虚电路的特点是：P116 （3）旦建立了虚电路，每个分组头中不再需要有详细的目的地地址，而只需有逻辑信 道号就可以区分每个呼叫的信息，这可以减少每一分组的额外开销。（4）每一个虚电路在它经过的每段物理链路 上都有一个逻

41、辑信道号。（6）虚电路适用于一次建立后长时间传送数据的场合，其持续时间应显著大于呼叫建立 时间。虚电路分为两种：交换虚电路 SVC（Switching Virtual Circuit）和永久虚电路PVC（Permanert Virtual Circuit）。交换虚电路SVC是指在每次呼叫时用户通过发送呼叫请求分组来临时建立虚电路的方式。如果应用户预约，由 网络运营者为之建立固定的虚电路，就不需要在呼叫时再临时建立虚电路，而可以直接进入数据传送阶段了，这种 方式称之为PVC。这种方式一般适用于业务量较大的集团用户。P1162. 在数据报方式中，交换节点将每一个分组独立地进行处理，即每一个数据分组

42、中都含有终点地址信息，当分 组到达节点后，节点根据分组中包含的终点地址为每一个分组独立地寻找路由，因此同一用户的不同分组可能沿着 不同的路径到达终点，在网络的终点需要重新排队，组合成原来的用户数据信息。P117 数据报的使用场合：数据报适用于短报文的传送，如询问/响应型业务等。第5章ATM交换技术5. 1. 1 ATM基础知识P139随着通信技术和通信业务需求的发展，电信网络必须向宽带综合业务数字网络（B-ISDN）方向发展， 既要容纳非实时性的数据业务，又要容纳实时性的电话和电视信号业务，还要考虑到满足突发性强、瞬间业务量大 以及业务通信速率可变的要求。异步传送模式是相对传统电路交换采用的同

43、步传送模式 STM （Synchronous Transfer Mode ）而言的，同步传送模式的主要特征是采用了时分复用技术，各路信号都是按一定时间间隔周期性 出现的，可根据时间识别每路信号。异步传送模式则采用统计时分复用，各路信号不是按照一定时间间隔周期性出 现的，要根据标志来识别每路信号。采用该传送模式后，大大提高了网络资源的利用率。P140ATM的具体定义为:ATM是一种传送模式，在这一模式中用户信息被组织成固定长度的信元，信元随机占用信道资源，也就是说，信元不按照一定时间间隔周期性地出现。（统计时分复用也叫异步时分复用）。用户信息透明地穿过网络（即网络对它不进行处理）。5. 1. 2

44、ATM技术的特点P1401. 在ATM中采用固定长度的短分组，称为信元（Cell）。固定长度的短分组决定了 ATM系统的处理时间短、响 应快，便于用硬件实现，特别适合实时业务和高速应用。P1402. 任何信道都通过位置进行标识。ATM是按信元进行统计复用的，在时间上没有固定的复用位置。统计复用是 按需分配带宽的。3. 电路交换通过预约传输资源保证实时信息的传输，但是分组交换取消了资源预定的策略，虽然提高了网络 的传输效率，但却有可能使网络接收超过其传输能力的负载。ATM方式采用的是分组交换中的虚电路形式，同时在呼叫建立时向网络提出传输所希望使用的资源，网络根据 当前的状态决定是否接受这个呼叫。

45、其中资源的约定并不像电路交换那样给出确定的电路或PCM时隙，只是给出用 以表示将来通信过程中可能使用的通信速率。采用预约资源的方式，可以保证网络上的信息在一个允许的差错率下 传输。可以说ATM方式既兼顾了网络运营效率，又能够使接入网络的连接进行快速数据传输。P1414而ATM协议运行在误码率很低的光纤传输网上，同时预约资源机制保证网络中传输的负载小于子网络的传 输能力，所以ATM取消了网络内部节点之间链路上的差错控制和流量控制。但是通信过程中必定会出现的差错如何解决呢？ ATM将这些工作推给了网络边缘的终端设备完成。对于不同 的传输媒体可以采取不同的处理策略。例如，对于计算机数据通信(文本传输

46、)，显然必须使用请求重发技术要求 发送端对错误信息重新发送；而对于话音和视频这类实时信息发生的错误，接收端可以采用某种掩盖措施，减少对 接收用户的影响。P141 5.由于ATM网络中链路的功能变得非常有限，因此信元头部变得异常简单。5. 1. 3虚信道、虚通道、虚连接P141虚信道VC (Virtual Channel )表示单向传送ATM信元的逻辑通路。虚通道VP (Virtual Path)表示属于一组VC予层ATM信元的路径。VC相当于支流，对VC的管理粒度比较细，一般用于网络的接入；VP相当于干流，将多个VC汇聚起来形成一个 VP，对VP的管理粒度比较粗，一般用于骨干干网。与VC相比较

47、，对VP进行交换、管理容易得多。P142虚连接是通过ATM网络在端到端用户之间建立一条速率可变的、全双工的、由固定长度的信元流构成的 连接。VCI标识可动态分配的连接，VPI标识可静态分配的连接。5. 2. 1协议参考模型P142用户面、控制面都是分层的，分为物理层、ATM层、AAL层和高层。利用信令进行呼叫。5. 2. 2模型分层介绍P142用户面和控制面在高层和AAL层是分开的，在ATM层和物理层采用相同的方式处理信息。P1431. 物理层主要是提供ATM信元的传输通道，将ATM层传来的信元加上其传输开销后形成连续的比特流，同时， 在接收到物理介质上传来的连续比特流后，取出有效的信元传传给

48、ATM层。(3) 提供ATM层信元流和物理层传输流之间的映射关系。2. ATM 层各种不同业务经AAL适配后形成固定长度的分组，ATM层利用异步时分复接技术合成信元流。P144即针对不同的业务类别，其处理方法不尽相同，由于上层的信息种类繁多，AAL层处理比较复杂，因 此分了两个子层：汇聚子层CS (Convergence Sublayer)和拆装子层。P144高层信息包括用户面的高层和控制面的高层。控制面的高层是信令协议，制定了 Q.2931和B-ISUPo第6章局域网交换技术6. 1. 1局域网的体系结构P181局域网的体系结构由IEEE 802委员会开始制定。CSMA/CD (习惯称为Et

49、hernet)o与OSI比较，局域网主要的设计思想是在共享介质上以广播分组方式实现计算机间的通信，因而它不要求网络 提供路由选择和中间交换等功能，因此IEEE 802参考模型没有定义网络层，只定义了数据链路层和物理层的功能。 其中，数据链路层分为两个子层：介质访问控制MAC (Medium Access Control )子层和逻辑链路控制LLC (Logical Lindk Control)子层。引入独立的MAC子层的原因是，传统的第二层协议中没有定义共享介质的访问控制逻辑， 而且独立的MAC子层也允许同一个LLC可以灵活地选择接入不同的物理网络。不同的局域网标准之间的差别主要在 物理层和M

50、AC子层。有关传输介质的规格和网络拓扑结构的说明应比物理层还低，但对局域网来说这两者却至关重要。P182 MAC子层负责共享介质的访问控制，与具体的物理介质有关。由于在各种局域网技术中,Ethernet技术占据了绝对的统治地位。6.1.2 Ethernet 标准P182其速率为共享总线10Mb/so人们习惯上将采用IEEE802.3标准的局域网称为Ethernet。1. CSMA/CD协议:它是一种典型的随机的访问或竞争技术，即多站点共享一条物理介质时，每个站点传输信息时都不得没有预先安排的时间。P183因而只要检测到电压的波动值超过某一门限值时，就可以判定发生了冲突。因此当发生碰撞时，通过检

51、测过零点位置的变化就可以判断是否发生了冲突。（7）802.3标准规定帧的最小长度必须大于等于64字节，但又允许LLC数据字段长度为0。P1844.但帧的发送间隔从9.6朗减少到0.96”。快速Ethernet与传统Ethernet保持了良好的兼容性，用户只需要更换一块100M网卡和相关的互连设备。就 可以将网络升级到100Mb/s,5. .帧间隔则提升到0.096”。P185因而它目前也被广泛用于组建基于IP的城域网和广域骨干网。6.1.3共享介质局域网的缺点Ethernet是一种共享介质技术，在MAC层中采用了 CSMA/CD技术,其特点是:任何时候，网络只允许一个终端发送 数据,其它终端则

52、处于接收状态；网络实际上工作在串行方式下；整个网络的带宽为大家共享；适用于终端数目不多 的低带数据业务环境淤.（1）网段冲突域广播域淤共享介质局域网最大的缺点是:引入了网桥和路由器技术对网络进行分段.网桥:是一种用于连接相同或相似类型局域网（也称为同构网络）的双端口设备.网桥工作在OSI/RM的第二层 （MAC层），由于所有设备都使用相同的协议,它所做的工作很简单，就是根据MAC帧中的目的MAC地址转发帧,且不对 所接收的帧做任何修改.路由器:它是一种用于互连不同类型网络（也称为异构网络）的通用设备,工作在OSI/RM的第三层（目前均指IP 层）.通过路由器互连的局域网被分割成不同的IP子网,

53、每一个IP子网是一个独立的广播域.引入路由器主要有两个优点P186通常在一个企业网中，集线器器用于工作组终端的连接。表6.26.1.4交换型局域网淤1.促使局域网由共享介质型向交换型转变的两个主要原因描述如下：淤（1）用户对更高带宽和服务性能的要求而是要求以Web访问、实时音/视频流等多媒体大流量通信业务为主的 高速数据服务。交换技术的引入则可以很好地解决带宽不足的问题。淤（2）现代局域网的规模和结构日趋庞大和复杂。传统局域网中，当网络规模扩大时，为减少访问冲突，通常采 用网桥/路由器来对网络进行分段，但由于网桥只有两端口，而路由器工作在第三层，其路由能力强而分组的转 发能力弱，这样导致采用什

54、么集线器/网桥/路由器模式级建的企业级局域网络不但结构复杂，难以扩充，而且 经过多级网桥/路由器转发分组的延时后，性能无法保证。P187局域网技术从共享式到交换式，从第二层/第三层交换到多层交换的发展变迁，有效地解决了共享介质式局 域网的带宽不足的问题，虽然多层交换技术最初是为LAN设计的，但随着1G/10G比特以太网标准和技术的成熟， 目前它们已经广泛用于广域网中。2.在任何网络中，交换机的基本功能就是执行路由选择，转发业务流。交换机的体系结构和物理实现共同决定 了将输入端口的数据交换到输出端口的方式。淤 交换机为执行路由选择，淤 在局域网中，最常见的是第二层交换机，它对分组的转发是以目的地

55、MAC地址为基础进行的，而MAC层处于OSI 参考模型的第二层，有时我们也将第二层交换设备叫做交换型集线器。按照这个观点来划分，帧中继交换机、 ATM交换机、FDDI交换机等都是采用第二层交换技术的设备。而传统的电话交换机可以认为是基于第一层的交 换设备。3. .鉴于Ethernet在现在和未来应用的绝对统治地位，我们将主要以Ethernet为背景介绍局域网交换技术。6.2.1基本概念P1871.第二层交换是指于基于第二层MAC地址进行分组转发的多端口交换技术。其设计的主要目标是解决共享介 质局域网带宽不足的问题。第二层交换从网桥发展而来。两者的相同之处在于：都是基于第二层MAC地址转发 分组

56、。不同之处主要有：P188通常第二层交换机应具备以下基本功能：2. 第二层交换的优点。(1)功能比路由器简单得多，它只是根据MAC地址转发分组，对分组几乎不作修改，有效 地解决了局域网中路由器转发分组时延大的问题。6.2.2工作原理P188第二层交换机通常都有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网，也可以连接一个 高性能服务器。为避免在大数据流的情况下转发处理给连接至交换机的各网段造成拥塞，交换机内部都配备了 高速交换模块，可以同时建立多个端间的并行连接，每一路连接都可以拥有全部局域网带宽，这是局域网交换机 与集线器之间的差别之一。P189(3) .端口MAC 地址表。P1903

57、)自由分段的转发工作方式与直通方式相似，但不同之处是，它转发分组之前先存储分组的前64字节， 大多数错误和冲突均发生在接收分组最初的64个字节期间，因而此方法可以过滤掉90%的坏包。3. 输入缓冲方式存在队头阻塞，不如输出缓冲方式；最灵活的是共享缓冲池方式，但管理的复杂也最高。端口一MAC。P191通过其中的源MAC地址了解到站点A在网络中的位置。(4) 交换机向所有端口发送分组以寻找特定站点的站点的过程称为泛洪。(8) 因此可以判断出A、B在同一网段，这时交换机将忽略该分组，不做动作，该过程称为过滤。(9) 另外，为了提高内存的使用效率，减少查表的时间，交换机每一个站点在转发表中建立一项，就

58、会为该 项分配一个时间戳，该时间戳代表了该项的生命期，在规范中建议该值为300秒。一量生命期为零，该项将被清 除。另一方面，该项对应的站点一旦有分组传递，生命期将被更新，此过程称为老化。P192 5.为保证网络的可靠性，需要网络拓扑中配置一定的冗余路由，这样两个网段之间就可能存在多条 可选路由，这就意味着网络中存在闭合环路。此举虽然增加了网络的可靠性，但由于交换机对目的地不明的分组 采用了泛洪的处理方，因此容易导致广播风暴。6.所以在局域网中，交换机不能完全取代路由器。现行的做法是：网络的核心层用交换机来构建，而在边 沿则用路由器来互连各子网，同时局域网与广域网的互连也离不开路由器。第7章面向

59、IP的交换技术7.1 TCP/IPP200 TCP/IP协议是当今计算机网络最成熟、应用最广泛的互连技术，它拥有一套完整而系统的协议标准。TCP/IP于1983年正式作为美国军用标准发表。从ARPNET发展起来的Internet是全世界最大的一个计算机互联网络，它采用了 TCP/IP协议集，TCP和IP 是其中最重要的两个协议。7.1.1 TCP/IP分层模型P200 TCP/IP也采用分层体系结构，采用技术，可以简化系统的设计和实现，井能提高系统的可靠性和灵 活性。TCP/IP共分五层。与OSI七层模型相比，TCP/IP没有表示层和会话层，这两层的功能由最高层一一应用 层提供。同时，TCP/

60、IP分层协议模型在各层名称定义及功能定义等方面与OSI模型也存在着差异。P201 TCP/IP与OSI模型是不同的，OSI模型来自于标准化组织，而TCP/IP则不是人为制定的标准，它产生 于Internet网的研究和应用实践中。相对独立的五层结构：应用层、运输层、网络层、网络接入层和物理层。 发方计算机必须向网络提供目的计算机的地址。这一层所使用的具体软件取决于应用网络的类型。比如.电路交换、转发是网络层要完成的功能。用于可靠传递的机制就是运输层，传输控制协议(TCP/IP)是提供这一功能的目前使用最广泛的协议。对于OSI模型的物理层和数据链路层，TCP/IP不提供任何协议，由网络接入层协议负

61、责。对于网络层，TCP/IP 提供了一些协议，但主要是IP协议。对于运输层，TCP/IP提供了两个协议：传输控制协议TCP和用户数据协议UDP。对于应用层，TCP/IP提供了大量的协议作为网络服务，P202不同计算机系统之间可采用文件方式进通信。7.1.2 TCP/IP模型各层的功能P2021. 应用层的作用是对数据进行格式化，并完成应用所要求的服务。数据格式化的目的是便于传输与接收。严 格地说，应用程序并不是TCP/IP的一部分，只是由于TCP/IP对此制定了相应的协议标准，所以将它们作为TCP/IP 的内容。2. TCP/IP运输层的作用是提供应用程序间（端到端）的通信服务。为实现可靠传输

62、，该层协议规定接收端必 须向发送端回送确认；若有分组丢失时，必须重新发送。（1）.主要用于一次传送大量报文的情况。（2）用于一 次传送少量报文的情况。（2）提供可靠（TCP/IP协议）和不可靠（UDP协议）传输。3. .TCP/IP网络层的核心是IP协议，同时还提供多种其它协议。IP协议提供主机间的数据传送能力，其它 协议提供IP协议的辅助功能。（1）将分组装入IP数据报，然后将数据报发往适当的网络接口。P203TCP/IP协议软件7.2 IP编址方式P203不同的物理网络技术有不同的编址方式，不同的物理网络中的主机有不同的物理地址.因此，为了做到 不同的物理结构的互连互通，必须解决地址的统一

63、问题，即在互联网上采用全局统一的地址格式，为每一个子网， 每一个主机分配一个全网惟一的地址，为此，制定了 IP地址.7.2.1传统分类编址方式P203 一个IP地址由于4个字节共32位的数字串组成，这4个字节通常有小数点分隔。每个字节可用十进制 或十六进缺点制表示。IP址也可以用二进制表示。一个IP地址包括两个标识码（ID），即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都有同一个网络ID，网络上的每个主机（包括网络上的工作站、服务器和路由 器等）只有一个主机ID与其对应。据此把IP地址的4个字节划分两个部分：一部人分用以标明具体的网络段， 即网络ID；另一部分用以标明具体的节点，即主机ID。A、B、C、D和E类IP地址，这样设计是为了不同规模（大规模、中等规模和小规模）组织的需要，P204D类：全零（0.0.0.0）地址对应于前主机。全“1”的IP地址（255.255.255.255）是当前子网的广播 地址。凡是主机段即主机ID全部设为“0 “的IP地址称这为网络地址，如129.45.0.0。凡是主机ID部分全部设为 “1 “的IP地址称之为广播地址。网络ID不能以十进制” 127 “作为开头。网络ID的第一个8