现代交换原理与技术(第2版)第1章-绪论.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,现代交换原理与技术,现代交换原理,与技术,2026/10/25,1,课 程 简 介,交换,是现代信息网络的灵魂，,“交换”的发展，决定了“整个通信网络”的发展,。由此确立了,现代交换原理与技术,课程在工科院校中的重要地位，是通信信息类专业的重要专业基础课程。,课程着重培养学生理解交换的基本思想，掌握交换的经典知识和现代交换技术，树立通信系统的整体框架意识，培养学生分析问题和解决问题的能力和素质，是一门具有示范和推广价值的课程。,2026/10/25,2,教 材与参考书,教材,现代交换原理与技术,陈永彬等编著,主要参考书,现代电信交换基础,雷振明著 人民邮电出版社,现代电信交换技术与通信网,尤克、黄静华 编著；北京航空航天大学出版社,现代通信最新技术,第,2,版,美：,UYLESS BLACK,著；清华大学出版社,现代电信交换和网络,沈金龙 编著；人民邮电出版社,交换技术,靡正坤、杨国民 编著；清华大学出版社,2026/10/25,3,课程成绩,课程总成绩：满分,100,分，包括：,平时成绩占,30,分,作业、考勤、课堂讨论,/,随时进行,(,平时成绩总分按,100,分计，旷课,1,次扣,10,分，请假扣,1,分,),课程考试成绩占,70,分,闭卷考试、卷面满分为,100,分,作业要求,按时交作业和实验报告，不得抄袭一经发现，抄者和被抄者本次作业按零分计算,2026/10/25,4,学习目的,掌握交换的概念，交换技术在通信网中的作用，明确交换技术的发展过程,明确交换的实质，全面掌握各种信息转移方法，能对不同的交换技术特点进行分析,熟悉现代通信网中各种交换技术的特点及其工作原理，具备一定的组网能力,掌握交换技术的发展趋势，熟悉现代电信网的主要技术和设备，具备交换网的初步设计能力，具有一定得设备管理和维护能力，为今后的工作打下良好的专业基础,2026/10/25,6,学习重点,建立交换的基本概念，了解各种交换技术的演进过程,掌握电话交换、分组交换技术、帧中继技术、,ATM,交换技术的基本原理和系统构成,掌握窄带交换技术和宽带交换技术的种类,学习本课程的预备知识,通信原理,数据通信,计算机基础,程控交换技术,2026/10/25,7,第,1,章 绪论,目 录,交换与通信网,交换的基本概念,交换的发展,通信网,交换技术,交换技术分类,通信网的发展趋势,2026/10/25,8,第,1,章 绪论,本章重点难点,本章重点,交换、通信网的概念；电路交换设备的作用,通信网的组成；信息网络的业务特点,信息传送模式,各种交换技术的比较,通信网的发展趋势,本章难点,多层交换技术,2026/10/25,10,1.1,交换与通信网,通信历史的回顾,电报的雏形,托架式线路,(1793,年,),电话的雏形,竹信（,968,年）,电通信,通信革命,进入现代通信阶段,（计算机技术与通信的结合）,通信的热点及展望,卫星通信、移动通信、光纤通信、多媒体通信、用户宽带接入,2026/10/25,11,1.1,交换与通信网,电通信的演进与走势,由集团通信朝个人通信发展,移动通信的出现与逐渐普及将使5,W,成为现实,计算机通信网由专用网走向公用网再发展为互联网,形成跨行业、跨地区的计算机互联网,由单一通信网发展为综合业务数据通信网,ISDN,以及电信、电视、数据多网合一,网络交换技术由电路交换发展为分组交换和信元交换,WAN,由,X.25,演进为,FR,、,ATM，MAN/LAN,采用,SMDS、Ethernet,和,ATM,，,Internet/Intranet,采用,IP,通信方式由简单到复杂、由单一到多用户和大信息,由终端主机间通信发展为对等通信，再到客户服务器之间通信（包括浏览器与,Web,服务器之间的通信）,个人通信：,任何人在任何地点、任何时间通过唯一识别号码直接连接到任何被叫个人，完成任何一种电信业务的通信方式。,2026/10/25,13,1.1,交换与通信网,点对点通信,在电信系统中，仅涉及两个终端和传输介质的通信方式，称为点对点通信。,图,1.1,点对点通信系统,2026/10/25,15,话音,数据,图,1.2,点对点通信实例,点对点通信实例,？讨论：,终端数量增多，形成网，有何问题需要解决，如何解决？,1.1,交换与通信网,2026/10/25,16,图,1.4,用户间通过交换设备连接,引入交换设备,（,终端数增多的,解决办法：采用中央交换的方法,在用户分布区域中心安装公共设备，完成终端之间的通信,）,最简单的交换式通信网,只有一台交换机,用户环线,交换设备,1.1,交换与通信网,出现交换机完成各个用户之间的接续,当任意两个用户要通话时，由交换机将他们连通，通话完毕将线路拆除，供其他用户使用,？讨论：,中央交换机应该解决哪些问题（必须的功能）？,2026/10/25,18,1.1,交换与通信网,电话交换机必须的功能,：,及时发现用户的呼叫请求。,记录被叫用户号码。,判别被叫用户当前的忙闲状态。,若被叫用户空闲，交换机应能选择一条链路将主被叫用户话机连通。,能通知被叫用户有电话呼叫。被叫摘机后，使双方进入通话状态。,能随时监视通话状态。,能使任意两个电话（终端）进行通话；,在同一时间内，能使若干对用户同时通话且互不干扰。,？讨论,：,如何扩大范围？,2026/10/25,19,图,1.5,多个交换节点组成的通信网,由多台交换机组成的的通信网,中继线,1.1,交换与通信网,电话机,用户线,中继线,交换机,用户交换机,市话交换机,汇接交换机,长途交换机,2026/10/25,20,1.1,交换与通信网,含汇接交换机组成的的通信网,用户交换机，在信令方式上相当于用户电话机,利用汇接交换机互连多个端局交换机，疏导本交换区各交换机之间的互通业务,？讨论,：,该网络实用的范围,2026/10/25,21,1.1,交换与通信网,交换的概念,所谓,交换,，就是在通信网上，负责在通信的源和目的终端之间建立通信信道传送通信信息的机制。也就是说将输入信道（线路）的内容传送到指定输出信道（线路）上。,交换机的定义,IEEE,的定义：交换机应能在任意选定的两个用户线之间建立和释放一条一条通信链路。,几个概念,用户交换机（,PBX,）,自动用户交换机（,PABX,）,本地交换机或市话交换机,汇接交换机或长途交换机,2026/10/25,22,1.1,交换与通信网,面向连接网络和无连接网络的区别,面向连接网络实现通信需经过,3,个阶段，连接的建立需要一个时间过程；无连接网络不需要经过,3,个阶段，需要存储,转发。,面向连接网络中的交换机需要维持连接的状态表；而无连接网络中每一个交换机为每一个数据包选路，交换机不需要维持连接的状态表。,面向连接适合传输信息量较大的终端之间通信,交换技术有关术语,电路：,两个通信终端之间为了完成信息传递而建立的通信路径,实电路：终端之间为了传递信息而建立的一条实连接，该连接具有资源独占的特点,虚电路：,终端之间为了传递信息而建立的一种逻辑连接，终端之间无信息传输时，线路的传输能力可以为其它终端服务,2026/10/25,24,1.1,交换与通信网,交换技术常用术语,图,1.6,交换技术常用术语,2026/10/25,25,1.1,交换与通信网,信息传送模式,信息在通信网中的传送方式称为传送模式，它包括信息的复用、传输和交换方式。复用方式和传输方式对交换方式有很大影响。,信息传送模式的分类,同步传送模式：,采用同步时分复用、传输和同步时分交换的技术。,电话网采用,STM,，对同步时分复用信号的交换实际上是对信息所在位置的交换，即时隙的内容在时间轴上的移动，称为同步时分交换,异步传送模式：,异步传输模式采用异步时分复用、传输和异步时分交换的技术。,分组数据网采用,ATM,，对异步时分复用信号的交换实际上就是按照每个分组信头中的路由标记，将其分发到出线，这种交换方式叫异步时分交换（也叫“存储,转发”交换）。,2026/10/25,26,1.1,交换与通信网,通信网,通信网,（交换网）：是由,终端、,一定数量的,节点（,Node,）,和连接节点的,传输链路,(Link),组成，以实现两个或多个规定终端之间信息传输的通信体系。,交换技术,的发展和整个通信网的发展是密切相关的。长期以来,交换网,和,传输网,一直是通信网的主要组成部分，但随着时代的发展，通信网的构成有了很大的变化，尤其是随着技术的不断进步，通信网络越来越趋于复杂化，其各部分功能也越来越细化。,2026/10/25,28,1.1 交换与通信网,现代通信网,现代通信网：,现代通信网是,计算机技术,与,通信技术,相结合的产物。采用,光纤,和,微波,作为主要传输介质，在现代终端之间根据用户的意愿实现信息传送的网络。,我们知道，,一个完整的现代通信网包括,硬件,和,软件。,通信网的硬件一般由终端设备、传输系统和转接交换系统,3,部分,电信设备构成,，是构成通信网的物理实体；为了使全网协调合理地工作，还要有各种规定，如信令方案、各种协议、网路结构、路由方案、编号方案、资费制度与质量标准等，这些均属于,软件,。,现代通信网的构成,物理网,（电信设备）,终端设备,传输系统,交换系统,2026/10/25,29,1.1 交换与通信网,电信网,电信网,（,telecommunication network,）：构成多点间相互通信的多个电信系统互连的体系。电信网是由,传输、交换、终端设备,和,信令过程、协议,以及,相应的运行支撑系统组成,的综合系统，从概念上可分为物理网、业务网 和支撑管理网，如图,1.8,所示。,图,1.8,电信网的组成,2026/10/25,31,1.1,交换与通信网,信息网络的分类及其业务特点,信息网络的分类,按信息传递方式,N-ISDN,同步转移模式（,STM,）,B-ISDN,异步转移模式（,ATM,）,按业务,电话网,电报网,有线电视网,计算机网络,按管理体制,公用网,专用网,2026/10/25,32,1.1,交换与通信网,按交换方式,CS,（电路交换）,MS,（报文交换）,PS,（分组交换）,按服务范围,长途网、本地网；广域网、城域网、局域网,按收信者是否运动,固定网,移动网,按拓扑结构,星型、总线型、环型、网状型、混合型,2026/10/25,33,1.1,交换与通信网,按技术层次,业务网,传送网,支撑网,按传输介质,有线通信,无线通信,信息网络的业务特点,各种业务信息的传输要求具有不同的速率,各种业务信息的传输要求具有不同的突发性,各种业务信息的传输具有不同的误差要求,各种业务信息的传输具有不同的延时要求,各种业务信息的传输具有不同的抖动要求,2026/10/25,34,1.2,交换技术,交换技术也称为交换方式,从通信资源分配的角度来看，交换就是按照某种方式分配传输线路资源。当然，这也是一门技术，称之为交换技术。,交换技术可以说是新网络时代的核心，具有强大的寻址能力，不仅解决了网络智能化的问题，也促进了网络的发展。,交换技术的分类,交换技术从传统的电话交换技术发展到软交换在内的现代交换技术，经历了人工交换、机电交换和电子交换（程控数字交换、分组交换、宽带交换）三个阶段。,交换方式主要有,电路交换,报文交换,分组交换,宽带交换,2026/10/25,35,1.2,交换技术,IP,交换,多速率电路交换,快速电路交换,ATM,交换,帧中继,报文交换,电路交换,分组交换,光交换,CTM,-,C,ircuit,T,ransfer,M,ode,PTM,-,P,acket,T,ransfer,M,ode,ATM,-,A,synchronous,T,ransfer,M,ode,图,1.9,各种交换方式,2026/10/25,36,1.2,交换技术,一、电路交换,语音通信的特点是差错率要求不高，但实时性要求很高,针对语音通信的要求，电路交换采用面向连接的、独占电路的方式来满足实时性的要求。电路交换的基本过程包括“电路建立阶段”、“通话阶段”、“电路释放阶段”三个过程。,电路建立阶段是根据用户所拨的被叫号码，由交换机负责连接起来的一条电路，在通话阶段该电路归该用户独占，即使他们不讲话，不传输信息，该电路也不能分配给其他用户使用。,2026/10/25,37,1.2,交换技术,电路交换原理示意图,图,1.10,电路交换过程示意图,2026/10/25,38,1.2,交换技术,电路交换的分类,空分交换：模拟信号 物理的实际电路 并独占线路,同步时分交换：数字信号 帧结构方式 分时共享 独占时隙,空分,机械接点、电子接点，只是材料结构上的变化,时分,位置化信道,图,1.11,空分、时分复用过程示意图,2026/10/25,39,1.2,交换技术,二、报文交换,为了克服电路交换中各种不同类型和特性的用户终端之间不能互通，通信电路利用率低以及有呼损等方面的缺点，提出了报文交换的思想。报文交换基本原理是“存储,转发”，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。,如果,A,用户要向,B,用户发送信息，,A,用户不需要先连通与,B,用户之间的电路，而只需与交换机接通，由交换机暂时把,A,用户要发送的报文接收和存储起来。,报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址，交换机根据报文中提供的,B,用户的地址来选择输出路由，并将报文送到输出队列上排队，等到该输出线空闲时才将该报文送到下一个交换机，最后送到终点用户,B,。,2026/10/25,40,1.2,交换技术,报文交换基本原理,图,1.12,报文交换过程示意图,信息的格式是以报文为基本单位。一份报文包括三个部分：报头或标题,(,发信站地址、终点收信站地址及其他辅助信息组成,),、正文,(,传输用户信息,),和报尾,(,报文的结束标志,),。,2026/10/25,41,1.2,交换技术,三、分组交换,语音通信的特点：,差错率要求不高，一般在,10,-6,，,实时性强，要求在,ms,级,数据通信的特点：,突发性,实时性要求不强，可以在分钟甚至小时级,对差错率要求极高，一般要求误码率达到,10,-9,，同时还要做差错控制，保证数据的完全正确。,电路交换不利于实现不同类型的数据终端没备之间的相互通信，而报文交换,？讨论：,针对数据传输的特点和要求，如何改进电路交换和报文交换方式来满足数据通信的要求？,2026/10/25,42,1.2,交换技术,分组交换的基本原理,针对数据通信,突发性、可靠率高、时延要求不高,借鉴生活中的运输系统,各个包分别独立传输,图,1.13,分组交换基本原理,2026/10/25,43,1.2,交换技术,分组交换过程,图,1.14,分组交换过程示意图,2026/10/25,44,1.2,交换技术,分组交换采用的路由方式,数据报,数据报不需要预先建立逻辑连接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组独立进行选路。,虚电路,所谓虚电路方式，就是在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求分组建立端到端之间的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚电路。,它不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接。,交换虚电路,(SVC,：,Switched Virtual Circuit),：,用户通过发送呼叫请求分组来建立虚电路的方式。,永久虚电路,(PVC,：,Permanent Virtual Circuit),应用户预约，由网络运营者为之建立固定的虚电路，而不需在呼叫时临时建立虚电路，可直接进入数据传送阶段的方式。,2026/10/25,45,1.2,交换技术,分组交换涵盖范围,分组交换是一种大类结合方式，后来发展起来的,ATM,、,IP,、,MPLS,等其他交换技术，从根本的交换思想和方式上来看都属于分组交换这个大类，只是具体的技术细节有所区别。,分组交换的优点,加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多,简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。,减少了出错概率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延,因分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些,2026/10/25,46,1.2,交换技术,分组交换的,缺点,尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。,分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大增大，增加了额外开销，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。,当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。,2026/10/25,47,1.2,交换技术,报文交换和分组交换比较,图,1.15,报文交换和分组交换过程示意图,图,a,报文交换时延,图,b,分组交换时延,2026/10/25,48,1.2,交换技术,宽带交换技术,快速电路交换,快速电路交换,只在信息要传送时才分配带宽和有关资源。在呼叫建立时,有关交换节点要在相应路由上分配所需的带宽,并且要记忆所分配的带宽和去向。实际上只是建立了虚电路,即逻辑连接,而不是物理连接。当用户送信息时，网络迅速按照用户的申请分配通道完成信息的传输。,这种方式的网络必须有能力快速测知信源是否发送数据，同时必须在较短的时间内完成端到端的链路建立，要求网络有高速的计算能力。,快速分组交换（,FPS,）,快速分组交换是一个总的概念，在实现的技术上有两大类,帧中继（,Frame,）,信元中继（,Cell Relay,）。,2026/10/25,49,1.2,交换技术,帧中继,帧中继是继,X.25,后发展起来的数据通信方式。从原理上看，帧中继与,X.25,及,ATM,都同属分组交换一类。但由于,X.25,带宽较窄，而帧中继和,ATM,带宽较宽。,帧中继可以理解为采用了尽量简化的协议，只具有核心网络的功能，,且以帧为单元来传送数据的一种技术。,可以提供高速、高吞吐量、低迟延的交换。,帧中继提供的是,数据链路层,和,物理层,的协议规范,任何高层协议都独立于帧中继协议,因此,大大地简化了帧中继的实现。目前帧中继的主要应用之一是局域网互联,特别是在局域网通过广域网进行互联时,使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。,2026/10/25,50,1.2,交换技术,ATM,(Asynchronous Transfer Mode),交换,ATM,技术是以分组传送模式为基础并融合了电路传送模式高速化的优点发展而成的。,ATM,克服了,STM,不能适应任意速率业务，难以导入未知新业务的缺点；简化了分组通信中的协议，并由硬件对简化的协议进行处理，交换节点不再对信息进行流量控制和差错控制，从而极大地提高了网络的传输处理能力。,固定长度的信元,信元,(cell),只有,53,个字节,(byte),，其中开头,5,个字节称为信头,(cell header),，其余,48,个字节为信息域，或称为净荷,(pay load),。,2026/10/25,51,1.2,交换技术,综合电路和分组交换的优点：,定长与异步,图,1.16 ATM,交换基本原理,采用很短的信元可以减少交换节点内部的缓冲器容量以及排队时延和时延抖动。,信元的长度固定，则有利于简化交换控制和缓冲器管理。,2026/10/25,52,1.2,交换技术,信头简化,ATM,信元的信头功能有限，主要是虚连接的标识，还有优先级标志、信头的差错检验等。,面向连接,ATM,采用面向连接的方式。即用户信息传送前，先要有连接建立过程，在信息传送结束后，要拆除连接。它不是物理连接，而是一种虚连接,(VC,：,Virtual Connection),。,异步时分交换,同步时分,(STD,，,Synchronous Time Division),：,时间位置、物理信道,异步时分,(ATD,，,Asynchronous Time Division),：,标记、物理信道,2026/10/25,53,1.2,交换技术,计算机网络交换技术,局域网的分类,LAN,（平时常说的局域网）,采用电路交换技术的局域网（,CBX,，,Computer Branch Exchange,）或（,PBX,，,Private Branch Exchange,）,高速局域网（,HSLN,，,High Speed Local Network,）,局域网的特性主要涉及,拓扑结构,传输媒体,媒体访问控制,常用的媒体访问控制方法,CSMACD,，载波侦听多路访问,/,冲突检测,Control Token,，控制令牌,Slotted Ring,，时槽环,2026/10/25,54,1.2,交换技术,多层交换技术,一层交换技术：,1,层为物理层，传统的电路交换就属于这一层，,1,层交换机就是物理层设备。如程控电话交换机就属于,1,层交换机。,二层交换技术：,2,层为数据链路层，,从传统意义上讲，真正的交换即是属于这一层。,在这一层中采用了基于硬件的转发机制，能够转发各种数据链路层的协议，包括局域网（,LAN,）中的以太网和高速令牌环网以及广域网中通过,VC,交换的帧中继（,FR,）和异步转移模式（,ATM,）等，经典的,LAN,多端口网桥也属于这一层。该层支持简单的网络分段，并能令网络性能有明显的改善。,二层交换机是数据链路层的设备，它能够读取数据包中的,MAC,地址信息并根据,MAC,地址来进行交换。,2026/10/25,55,1.2,交换技术,三层交换技术：,3,层,是网络层，,主要的任务是为分组寻找合适的路由。,传统的路由器由于使用软件和通用的,CPU,来实现对数据报的转发，因而延迟比较大，转发的速度也比较慢，,而第三层交换正是针对这个问题提出的。所谓,第三层交换并非只使用第三层的功能，而是把第三层的路由选择与第二层的交换功能结合了起来，实现了网络的快速分组。,相应地，第三层交换机的目标也在于要兼备两个特征，并通常采用专用集成电路（,ASIC,）将常用的软件功能固化在硬件当中，形成完备的路由器的子集。,简单地说，三层交换技术就是二层交换技术,+,三层转发技术，三层交换机就是“二层交换机,+,基于硬件的路由器”。,2026/10/25,56,1.2,交换技术,OSI,低三层设备、逻辑与数据结构,路由器,/,三层交换机,交换机,/,网桥,集线器,/,中继器,1,层,网络层,数据链路层,物理层,包（,PACKET,）,帧（,FRAME,）,比特（,BIT,）,2,层,3,层,图,1.17 OSI,低,3,层设备、逻辑与数据结构,2026/10/25,57,1.2,交换技术,从,20,世纪,90,年代中期起，世界上各大公司都纷纷对第三层交换进行研究，并提出了许多不同的方案，推出了许多产品。比较有影响的有：,Cisco,公司的标记交换（,TAG Switching,）,Ipsilon,公司的,IP,交换，东芝公司的信元交换路由器（,CSR,，,Cell Switching Router,）和,IBM,公司的,ARIS,（,Aggregate Route based IP Switching,），以及,IETF,的多协议标记交换（,MPLS,，,Multi-Protocol Label Switching,）等等,IP,交换技术,IP,交换（,IP Switch,）,是,Ipsilon,公司在,1996,年提出的专门用于在,ATM,网上传送,IP,分组的技术，,即（人们常说的,IP over ATM,技术），,IP,交换根据,IP,流的业务特征，对不同业务的,IP,流采用不同的路由。,IP,交换技术能使具有,ATM,交换机性能的设备执行路由器的功能；我们知道，,Internet,骨干网的首选技术无疑是,ATM,，这就涉及到了,IP,交换技术，即在,ATM,网上跑,IP,包。,IP,交换技术打算抛弃面向连接的,ATM,软件，而在,ATM,硬件的基础之上直接实现无连接的,IP,选路。,该方法是为了获得无连接的,IP,的强壮性以及,ATM,交换的高速、大容量等优点。,2026/10/25,58,1.2,交换技术,标记交换技术,标记交换（,tag switching,）,是,Cisco,公司提出的,一种基于传统路由器的,ATM,承载,IP,技术，是,一种多层交换技术。,标记交换将二层交换与三层路由相结合，是一种,IP,包的高速转发技术。,标记交换包含控制部分和转发部分。,其控制功能由工作在三层的网络边缘路由器完成；,转发功能则由一种简单的标记交换机完成。,边缘路由器在,IP,流到达时完成对一组,IP,包最佳路由路径的选择和标记的捆绑。,标记,一个短固定长度的分组头字段,标记可能是,ATM,信元的,VPI,和,/,或,VCI,、帧中继,PDU,的,DLCI,头、或者分组中第二层和第三层寻址信息之间插入的“,Shim Tag”,2026/10/25,59,1.2,交换技术,标记交换与,IP,交换的异同,IP,交换,核心：,路由器是,IP,网中的最本质瓶颈,IP,交换,采用：,IP,路由,ATM,交换,限制：受限于,ATM,和,IP,标记交换,核心：,不脱离路由器技术，将数据的传递从路由变为交换，提高路由效率,限制：不受限于,ATM,，也不受限于,IP,IP,交换和标记交换技术,都是,IP,技术与,ATM,技术相结合的产物，都属于,多层交换技术,标记交换技术与,IP,交换技术的产生却有着完全不同的出发点,IP,交换技术认为路由器是,IP,网中的最大瓶颈，,希望借助,ATM,交换技术来完全替代传统的路由器技术,标记交换本质的特点是没有脱离传统路由器技术，但在一定程度上将数据的传递从路由变为交换，提高了传送效率。标记交换既不受限于使用,ATM,技术，也不仅仅转发,IP,业务,2026/10/25,60,1.2,交换技术,光交换技术,尽管现有的通信系统都采用电路交换，但随着通信网络逐渐向全光平台发展，未来的全光网络却需要由纯光交换机来完成信号路由功能以实现网络的高速率和协议透明性。由于光网络容量持续扩展，而电交换机不适应超过,G,比特速率的要求，开发高速高性能的光交换机就成为必然的趋势。,所谓光交换是指对光纤传送的光信号直接进行交换。与电子数字程控交换相比，光交换不仅无需在光纤传输线路和交换机之间设置光端机进行光电（,O,E,）、电光（,E,O,）变换，而且在交换过程中还能充分发挥光信号的高速、宽带和无电磁感应的优点，可以保证网络的可靠性和提供灵活的信号路由平台。,目前，光交换技术的交换方式可以分为空分光交换方式、时分光交换方式、波分光交换方式、复合型光交换方式和自由空间光交换方式。,2026/10/25,61,1.2,交换技术,光交换系统的组成,图,1.18,光交换系统的组成,2026/10/25,62,1.2,交换技术,现代通信网中各种主要交换技术比较,图,1.19,各种交换技术比较,2026/10/25,63,1.2,交换技术,通信网的发展趋势,网络的特征：低成本、结构简单、功能高、标准化程度高,图,1.20,通信网的发展趋势,2026/10/25,64,1.2,交换技术,图,1.21,信息转移技术,2026/10/25,65,1.2,交换技术,1,、在通信网中为什么要引入交换的概念？,2,、目前交换技术主要有那几种，分别属于那种传送模式？,3,、,B-ISDN,为什么采用,ATM,技术作为其传输、复用和交换的核心技术？,4,、电信交换系统的基本结构是怎样的？其主要技术有哪些？,5,、基本概念：面向连接方式、无连接方式、同步时分交换、异步时分交换,分组交换与电路交换在交换思想上有什么本质的区别？二者有哪些缺点，有哪些可以改进的方法？,2026/10/25,66,