2013 年秋季学期研究生课程考核
（读书报告、研究报告）
考核科目:网络交换技术
学生所在院（系）:电子与信息工程学院
学生所在学科:信息与通信工程
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网络交换新技术
摘要
随着科技的进步，通信网络技术发展的日新月异，交换技术作为通信网的核心技术，也在不断的演进和发展，近些年来涌现出一大批交换新技术新方法，其中以软交换技术和光交换技术尤为突出。本文在介绍通信网发展的前提下，重点阐述了下一代网络（NGN）的特点，并对其关键技术软交换多了介绍，分析了其发展前景；然后介绍了光交换技术的概念和相关技术，讨论了其未来的发展趋势；最后针对最近发展很迅速的云技术，介绍了适应云网络的交换机的研究现状，引入了锐捷和华为分别开发的两款云级交换机。
关键词：NGN，软交换技术，光交换技术，云级交换机
当前，通信网络技术正面临着百年未遇的巨变，电信网、互联网和有线电视网的融合正在成为网络发展和演进的主题。下一代通信网（nest generation network，NGN）将是一个以软交换为核心并逐步向IMS过渡，以光网络和分组传送技术为基础，业务开放的网络。
通信网是现代信息社会的基础设施，交换设备是通信网的重要组成部分，而交换技术是通信网的核心技术。随着通信网向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向的快速发展，各种新型交换技术不断涌现，交换领域出现“新技术层出不穷，多种技术同时发展”的局面，这些技术将按下一代网络的框架在传送、控制、业务等层面进行融合。
本文就近些年来已取得重要进展和正在深入研究的网络交换新技术展开讨论，重点介绍NGN与软交换，光交换以及云交换技术，了解网络技术的最新成果。
1NGN与软交换技术
下一代网络（NGN）是集话音、数据、视频和多媒体业务于一体的全新网络构架。传统电信网络的交换技术基础是程控交换机所构成的网络，而下一代网络的交换技术基础则是以软交换所构成的信息网络交换平台，软交换技术可以说是上一代网络与下一代网络的中转枢纽，软交换的思想是在电信网向下一代网络演进的过程中产生的，它充分吸取了电信网、智能网和IP技术的优点，采用开放是分层体系结构，实现了网络和业务的融合，具有巨大的优越性。
1.1NGN
NGN是在网络业务量和电信外部环境几乎同时发生巨大变化的前提下，电信业试图利用最新技术成果来适应发展、变革和竞争需要而提出的下一步网络发展的总体设想和思路。NGN是电信发展史上的一个里程碑，它标志着新一代电信网络时代的到来。从广义上讲，NGN泛指一个以IP为中心的全业务网络，可以支持多业务的融合，支持固定接入以及移动接入。
2004年2月，国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T）对NGN给出的定义是：NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能和底层传送技术的分离；它提供用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对
业务使用的一致性和统一性。
NGN是业务驱动的网络，业界公认的主要特征有：
（1）业务和终端趋于IP化；
（2）高速宽带，能综合实时业务、非实时业务、宽带业务、窄带业务以及多媒体业务；
（3）业务网采用业务与呼叫控制分离、呼叫与承载分离的体系结构；
（4）安全可信的网络；
（5）能够保证电信级的服务质量；
（6）有良好的生态模型和商业价值链
1.2软交换技术
传统电信网络是基于程控交换机的网络，NGN是基于软交换的网络。我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是：“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一，它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。”由此看来，软交换的基本含义是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制、连接控制和信令互通。
从广义上看，软交换泛指一种体系结构，包括了4个功能层面：媒体/接入层、传输层、控制层和业务/应用层，如图所示。它主要由软交换设备、信令网关、应用服务器、IDA（integrated access device）等组成。如下图：
业务/应用层
控制层
传输层
媒体/接入层
从狭义上讲，软交换指交换设备，定位在控制层。软交换是NGN的控制功能实体，为NGN具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能，是NGN 网络呼叫和控制的核心。
在软交换系统中，核心交换设备是软交换机/软交换服务器，它提供传统的长途和本地电话业务，完成信令处理等功能。除了软交换机外，在边缘接入层还有很多软交换设备可分为窄带接入设备和宽带接入设备。所谓窄带接入，简单地可以认为是利用软交换机、网关等设备替代现有的电话汇接局和端局，它的网络
中除了包含软交换设备外，还涉及中继网关和接入网关。所谓宽带接入，简单地可以认为是利用软交换等设备为综合接入设备、智能终端用户提供业务，它的网络组织中除了包含软交换等核心网络设备之外，更重要的是终端。
目前，国内外很多运营商都部署了商用的软交换网络，基于软交换技术的NGN有了长足的进步，软交换作为电信网络的发展方向得到了业界的认同，网络设备的实际能力已超过实际的业务需要，从技术层面上看是乐观的。但总体上，NGN在技术和市场上还在继续完善发展中，期待着软交换等核心技术的进一步研究。
2光交换技术
目前，光纤已成为通信网的主要传输媒介。以电子技术为基础的交换方式，无论是数字程控交换、ATM交换、还是高速路由器，他们的交换容量都受到电子期间工作速度的限制。因为光技术在高速宽带信号上由于电交换，研究和开发具有高速宽带大容量潜力的光交换技术势在必行。
光交换被认为是未来宽带通信网最具潜力的新一代交换技术，基于光纤的全光网络方案能提供高速、大容量的传输及处理服务，打破信息传输的“瓶颈”，可以在很长时间内适应高速宽带业务的带宽需求。全光网络是指光信息流在网络中传输及交换时始终以光的形式存在，而不需要经过光电、电光转换。也就是说，信息从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内，波长成为全光网络最基本积木单元。由于全光网络中的信号传输全部在光域内进行，因此，全光网络具有对信号的透明性，通过波长选择器实现路由选择。
目前的全光网络，并非是整个网络的全部光学化，而是信息流在传输和交换过程中以光的形式存在，控制部分仍然用电路方法实现。这是由于目前光逻辑器件的功能还比较简单，不能完成控制部分的复杂的逻辑处理功能，因此，现有的光交换控制单元还要由电信号来完成，即所谓的电控光交换。在控制单元的输入端进行光电转换，而在输出端完成电光转换。随着光器件技术的发展，光交换技术的最终发展趋势将是光控光交换，就目前来说，力图实现整个网络的全光化是不现实的也是不必要的。
与电交换技术类似，光交换技术按照交换方式可分为光路光交换和分组光交换。如下图：
光交换
光路光交换
空分
时分
波分
混合
分组
突发
标记
时隙路由
波导空分
自由空间
分组光交换
不同的交换技术可以支持不同粒度的交换，其中，波导空分、自由空间和波分光交换类似于现存的电路交换网，是粗粒度的信道分割。时分和分组光交换属于信道分割粒度较细的交换。
另外，针对目前光电路交换和光分组交换存在的一些问题，近年来，人们提出了光突发交换技术和自动交换光网络。随着快速波长变换技术的成熟，光突发
交换技术将得到飞速发展，成为下一代光传输和交换网络的核心技术。自动交换光网络即通常所说的智能光网络，也具有很大的应用前景。
目前，新的网络技术和解决方案不断涌现，光网络将成为和各种技术和方案相互竞争、相互融合、向未来公共通信网络发展的综合传达平台。随着IP数据业务和光器件技术的快速发展，光网络和IP技术的结合越来越紧密，光网络未来的发展趋势将是适应数据业务发展的光分组交换网，在电网络向光网络的跨越过程中，光交换技术发展将会起到决定性的作用。
3云网络下的新型交换机
二十世纪末的网络主要是为了实现静态应用和电子邮件应用而设计的，往往只是针对某一特殊的应用需求。而目前随着承载业务的变化和交换技术的发展，网络应用呈现出动态的、可预测的新特点，如云网络。云网络根据各种应用对资源的实时需要，动态地供应资源，以满足多种应用需求。显然，云网络的出现远远超越了传统网络的设计理念和服务范畴，传统网络固有的高传输延迟成为了网络发展的最大障碍，云计算网络交换将迎来黄金时代。
纵观数据中心的发展，它正呈现出从物理领域迁移到虚拟领域并且最终过渡到云网络的发展趋势。在传统的数据中心中，客户服务器是基于传统万维网、邮件传输或文件传输的要求设计的；新的数据中心云网络与之不同，它必须具有更高的性能，这也对新一代数据交换架构提出了很高的要求。
锐捷网络在今年3月的2013新品战略发布会上推出了Newton 18000系列交换机，这是互联网业界首个同时支持云数据中心和云园区网特性，解决云架构网络融合、虚拟化、灵活部署的新一代云架构核心交换机。
近年网络应用正在实现向移动互联网应用的转变，移动互联网对产品及服务产生了颠覆性的影响。但网络功能与设备数量数倍增长却增加了10倍的网络复杂度，而且互联网终端智能化，应用云端化，端到端中的管道却被忽视，因此互联网急需简单化，管道（园区网）急需云端化来满足云应用。锐捷产品和解决方案市场部总经理杨红飞表示：“Newton 18000系列交换机让管理变得极简单，以前如果你想管理10000人的网络，你的设备起码要在500台到800台，现在或许只需要1台或者2台机器即可。”
该系列产品不仅是全球单板性能最高、最低时延的交换机，同时也具备全球最领先的虚拟化技术，可以让用户按照所需，自由分配网络资源，从而实现对业务的游历支撑。此外，Newton 18000系列交换机也是全球第一台同时支持云数据中心和云园区网的核心交换机，能够即插即用，实现零配置接入。
2013年5月，华为携Cloud Fabric数据中心网络解决方案亮相在京举办的2013CCS中国云计算高峰论坛。华为数据中心网络规划部部长宁军表示，在当前技术和商业模式的变革浪潮下，数据中心正在经历着从GE服务器到10GE服务器的演进，同时考虑到服务器虚拟化的应用，这一切都使内部网络流量呈爆发性增长，给网络带来了新的挑战，华为推出了业界最高性能的云级交换机CloudEngine系列，能为用户提供一个弹性、虚拟和开放的云网络，助力企业的发展。
目前，华为云级交换机CloudEngine系列已经在海外国家级e-Health以及国内能源行业、大企业等多个行业得到应用，获得客户的一致好评。2012年北美权威测评实验室Miercom对CloudEngine系列数据中心交换机出具测评报告。数据显示，云级交换机CloudEngine系列产品在转发性能和绿色节能方面的表现尤为突出。
此外，戴尔等公司在进行这方面的研究，云网络下的交换新技术新产品不断涌现，在促进科技更好更快地转化为商业价值的同时，也将为人们的生产生活带来极大的便利。
4小结
本文对于网络交换的新技术做了初步介绍，重点讨论了NGN和软交换、光交换这两项研究较为深入、应用前景更强的网络交换新技术。另外，结合近几年兴起的云技术，关注了在云时代交换技术的新发展，引入了锐捷和华为的两款云级交换机。在完成此报告的过程中，学生学到了很多，对于网络交换这门课程有了更深刻的了解和感受，提高了文献检索和阅读外文文献的能力。
参考文献
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?网络交换机网络交换机（NetworkSwitch)是集线器的升级换代产品，从外观上来看，它与集线器基 本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方体。广 义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能 的设备。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推 进，以太网交换机市场呈稳步上升态势。由于以太网 具有性能价格比高、高度灵活、相对简单、易于实现 等特点。所以，以太网技术已成为当今最重要的一种 局域网组网技术，以太网交换机也就成为了最普及的 交换机。 目录 ?网络交换机的概述 ?网络交换机的性能 ?网络交换机的分类 ?网络交换机的选择 网络交换机的概述 ?随着电子技术的飞速发展，计算机及其应用日益普及，计算机网络也迅速发展起来。凡是将地理位置 不同，具备独立功能的多台计算机、终端及其附属设
备，用通信设备和线路连接起来，并配以相应的网络软件实现计算机通信信息网的资源共享与数据通信，都称为计算机通信网。当网络规模扩大时，单纯靠延长网线已变得不现实。并且对于不同的局域网，要实现互相之间的数据传送，共享网络的资源，需要有专门的连接设备实现网络扩展。同时，网络中站点的增加，地理范围的扩大，业务量的增长，促使网络互联迅速向前发展。 网络互联的高速发展，导致网络交换技术的出现，网络交换机也随之应运而生。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。网络交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。 随着交换技术的发展，交换机由原来工作在OSI承M 的第二层，发展到现在有可以工作在第四层的交换机出现，所以根据工作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。由于第四层交换机交换技术尚未真正成熟且价格昂贵，第四层交换机在实际应用中目前还较少见。 网络交换机的性能 网络交换机是一种连接网络分段的网络设备。从技术角度看，网络交换机运行在OSI 模型的第2层
. . . . ******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2010年春季学期 交换原理课程设计 题目：T-S-T数字交换网络设计 专业班级：通信工程（3）班 姓名：张天昆 学号：07250318 指导教师：蔺莹 成绩：
摘要 一个完整的通信系统由终端、交换、传输三部分构成，交换是通信系统的核心。其中，时分接线器( T型) 和空分接线器( S型)是程控交换技术中最基本的交换单元电路。单独的T接线器和S接线器，只适用于容量比较小的交换机，而对于大容量的交换机通常选用空分交换芯片和时分交换芯片构成TST交换网络，完成多语音用户间的交换。 TST（时分-空分-时分）交换网络是在电路交换系统中经常使用的一种交换网络，它是三级交换网络，两侧为T接线器，中间一级为S接线器，S级的出入线数决定于两侧T接线器的数量。第1级T接线器：负责输入母线的时隙交换。S接线器：负责母线之间的空间交换。第2级T接线器：负责输出母线的时隙交换。 本次课程设计是在现代交换原理的基础上利用时分交换芯片MT8980及空分交换芯片MT8816构成TST交换网络。其中，输入级T型接线器为顺序写入、控制读出，中间级S型接线器为输入控制方式也可以是输出控制工作方式，输出级T型接线器工作方式为控制写入、顺序读出。 关键字：交换网络 MT8980 MT8816 TST。 第1章TST网络及其组成 1.1 时间接线器 能。T接线器主要由话时间接线器简称T接线器，其作用是完成一条时分复用线上的时隙交换功音存储器(SM)和控制存储器(CM)组成如图所示，话音存储器用来暂存话音数字编码信息，每个话路为8bit。SM的容量即SM的存储单元于时
科学家最新发明通用量子门，可用作光量子电脑CPU 2016-07-18 茂林之家摘自今日头条阅 3 转藏到我的图书馆 微信分享： 编者按：量子计算机相较于传统计算机，在完成类似数据检索等任务上有着明显的速度优势。而要组建一台量子计算机，量子门*是必不可少核心元素，因此已经有不少物理学家们为此而努力，并获得了一些成果，比如说，在钻石里加入氮原子，并用这些氮原子“杂质”作为最小计算单元等。 *编者注：量子门对于量子计算机来说，类似于是我们现在普通计算机里面所用到的逻辑门，可以单独或组合使用，用以实现各种简单或复杂的逻辑运算。 相较于其他的信息载体，如果直接使用光子来直接操控这些“门”，会带来许多实际应用上面的便捷。比如，由于大距离信息传输目前通常都是通过光子完成的（比如大家都知道的光纤），因此如果可以直接用光子完成所有操作，就可以省去从其他信息载体向光子转移信息的步骤了。 然而光子是一种我行我素，完全无视同类的东西。当绝地武士和西斯在《星球大战》里用激光剑对砍时，荧幕前的科学家们其实心里是不以为然的（DT君其实一直很奇怪为什么《生活大爆炸》里现在还没有用到这个梗）。在现实世界里，无论光的强度多大，光子密度多高，光子们都是对同类不理不睬的。换句话说，用激光剑决斗的结果几乎只有两败俱伤一途——两剑相交，丝般划过，然后，也许是一个断腿，另一个断胳膊。因此，为了造出一个光子可以使用的量子门，科学家们也是绞尽脑汁，想尽办法才最终让光子们“互诉衷肠”。 但是这一难题被自德国马克思·普朗克量子光学研究所的科学家们解决了，研究组的负责
人是史蒂芬·利特（Stephan Ritter），他目前是量子光学研究所杰哈德·蓝珀（Gerhard Rempe）教授下属的课题组组长。他们成功实现了两个光子之间的信息交换，并发明了一款可用于全光量子信息运算的“通用量子门”*（unviersal quantum gate）。 相关论文于今年7月6日发表在《Nature》，点击“阅读原文”下载完整论文。 史蒂芬·利特（Stephan Ritter）的团队解决了光子间的信息交换这一核心难题，他们发明的可应用于光子的量子门能够完成诸多的相关运算。 “有了这个通用量子门，我们就拥有了未来光量子计算机的基石。”加尔辛马克思·普朗克研究所所长杰哈德·蓝珀说道，“光量子网络内的光子可以将网内的任意数量的节点连在一起，最终形成一台可扩展的光量子计算机，而这个量子门可以用作这台计算机的中央处理器（CPU）。” 欧洲委员会也意识到了这项概念全新的量子技术的美好未来。委员会打算为这项预期进行10年的科研项目投入10亿欧元。这份巨额项目经费将有可能让超快速量子计算机提前来临——这当然也是史蒂芬·利特和他在加尔辛的同事们所期待的。 下面我们就来看一看这些科学家们是如何一步一步攻克难关的。
现代交换原理与技术 练习题
第1章绪论 一、填空题 7-1“竹信”就是用一根_________连结两个小竹筒，在竹筒的一方可以听见另一方小声说话的声音。绳子 7-2人类用电来传送信息的历史是由_________开始的。电报 7-3电报（Telegraph）是一种以_________________传送信息的方式，即所谓的数字方式。 符号（点、划） 7-4“电信”是使用有线、无线、光或其它_____________系统的通信。电磁 7-5在电信系统中，信息是以电信号或___________信号的形式传输的。光 7-6交换设备的作用就是在需要通信的用户之间_________________，通信完毕拆除连接，这种设备就是我们今天常说的电路交换机。建立连接 7-7通信网由用户终端设备、_______________设备和传输设备组成。交换 7-8在由多台交换机组成的通信网中，信息由信源传送到信宿时，网络有___________连接和无连接两种工作方式。面向 7-9电路就是在通信系统中两个终端之间（有时须通过一个或多个交换节点）为了完成_____________传递而建立的通信路径。信息 7-10物理电路是终端设备之间为了传送信息而建立的一种________连接，终端之间可通过这种连接接收/发信息。实 7-11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________方式。 交换 7-12时分复用，就是采用___________分割的方法，把一条高速数字信道分成若干条低速数字信道，构成同时传输多个低速数字信号的信道。时间 7-13交换技术从传统的电话交换技术发展到综合业务交换技术在内的现代交换技术，经历了人工交换、机电交换和_________交换三个阶段。电子 7-14电路交换技术是一种主要适用于_________业务的一种通信技术。实时 7-15分组交换采用的路由方式有数据报和_________两种。虚电路 7-16宽带交换技术就是指支持传输比特速率高于_________的交换技术。２M/s 7-17交换的目的就是将交换机入端的信息按照_________的需要转移到出端。用户 7-18交换机的功能可以用两种方法来描述，一种是在入端和出端之间建立连接和释放连接；另一种是把入端的信息按照其_________分发到出端去。地址 二、选择题 7-19我们把用标志码标识的信道称为（）A A、标志化信道 B、位置化信道 C、时隙 D、信元 7-20虚电路是终端设备之间为了传送信息而建立的一种逻辑连接（）B A、物理连接 B、逻辑连接 C、实连接 D、无缝连接 7-21电路交换是最早出现的一种交换方式，电路交换方式的一个典型应用是（）B A、数据交换 B、电话交换 C、报文交换 D、图像交换 7-22报文交换的基本原理是（）A A、存储——转发 B、建立连接 C、拆除连接 D、物理连接 7-23常用宽带交换技术有快速电路交换、帧中继、IP交换、标记交换、软交换、光交换
通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层。接入交换机一般用于直接连接电脑，汇聚交换机一般用于楼宇间。汇聚相当于一个局部或重要的中转站，核心相当于一个出口或总汇总。原来定义的汇聚层的目的是为了减少核心的负担,将本地数据交换机流量在本地的汇聚交换机上交换,减少核心层的工作负担,使核心层只处理到本地区域外的数据交换。 1.接入层 接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。接入交换机是最常见的交换机，它直接与外网联系，使用最广泛，尤其是在一般办公室、小型机房和业务受理较为集中的业务部门、多媒体制作中心、网站管理中心等部门。在传输速度上，现代接入交换机大都提供多个具有10M/100M/1000M自适应能力的端口。 2.汇聚层 汇聚层交换层是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。 3.核心层 而将网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供优化，可靠的骨干传输结构，因此核心层 input与output的数据流向与边界设备刚好相反 接入层交换机端口的input 指服务器向交换机端口发送的数据，即是服务器发送出去的数据 接入层交换机端口的output 指交换机端口向服务器传输的数据，即是服务器收到的数据 接入层：网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。 边界设备：边界设备是一个在不同类型网络间（如Ethernet和ATM）传送数据的物理设备。边界设备不负责收集网络路由信息，它只是使用在网络层获得的路由信息。边界路由器就是一种边界设备。 2.汇聚层交换机 CISCO有自己的3层层次模型1，接入层2，汇聚层3，核心层 汇聚层，是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。这一层的功能主要是实现一下一些策略： 1、路由（即文件在网络中传输的最佳路径）； 2、访问表，包过滤和排序，网络安全如防火墙等； 3、重新分配路由协议，包括静态路由； 4、在vlan之间进行路由，以及其他工作组所支持的功能； 5、定义组播域和广播域。这一层主要是实现策略的地方。 汇聚层1000Base-T交换机同时存在机箱式和固定端口式两种设计，可以提供多个1000Base-T端口，一般也可以提供
程控数字交换网络的接续原理 程控数字交换也称时隙交换，它能将不同时隙上的信息在不同的时间段上进行换位。总的来说，程控数字交换网络能够实现在同一条总线的不同时隙之间进行交换、同一时隙在不同总线之间进行交换、在不同总线的不同时隙之间进行交换3种功能。 （1）时间（T）接线器。时间（T）接线器主要由话音存储器（speech memory，SM）和控制存储器（control memory，CM）两种随机存储器组成。话音存储器数字电路由RAM、与门、或门及一系列读/写控制电路组成。控制存储器数字电路由RAM、反相器、锁存器等元器件组成。 时间(T)接线器的工作模式分为输出控制和输入控制。这两种工作模式是由话音存储器写入信号和读出信号的受控方式决定的。写入信号受定时脉冲控制，读出信号受控制存储器控制，称输出控制模式，也称作“顺序写入，控制读出”；写入信号受控制存储器控制，读出信号受定时脉冲控制，称输入控制模式，也称作“控制写入，顺序读出”。 PCM传输的基本条件是通话双方必须工作在同一时隙。这是一对一的定点通话，只有时分复用而不存在交换功能。以下讨论时分交换的基本原理，即要求工作在不同时隙的用户能互相接通电话。 假设用户X要与用户Y通话，其中用户X收、发话音代码占用了A时隙（A通道）；用户Y收、发话音代码占用了B时隙（B通道）。因为用户X、Y工作在不同时隙，所以X讲话Y听不到，Y讲话X听不到。为使用户X、Y能互相通话，即X讲话Y能听到，Y讲话X能听到，需要进行话音代码在时间上的搬移。 说明用户X发A时隙，收B时隙；用户Y发B时隙，收A时隙，因用户X、Y工作在不同时隙，故用户X、Y之间无法通话。 为经T接线器，用户X的话音代码从A时隙移至B时隙；用户Y的话音代码从B 时隙移至A时隙。即经T接线器，用户X、Y收、发工作在同一时隙上，则用户X从收A时隙中听到了用户Y的讲话；用户Y从收B时隙中听到了用户X的讲话。也可以认为T接线器接通了A、B时隙。 （2）空间（S）接线器。空间（S）接线器其实就是一个交叉矩阵，在交换机的
目录 引言 (1) 1量子博弈基本理论 (1) 1.1单硬币量子博弈 (1) 1.2 两硬币量子博弈 (2) 2经典异或门 (6) 3 量子异或门的实现 (7) 3.1 量子异或门的定义 (7) 3.2量子异或门的实现过程 (7) 3.2.1 方案（一） (7) 3.2.2方案（二） (7) 结论 (10) 参考文献 (11) 英文摘要 (11) 致谢 (12)
量子异或门的实现 物理系1003班学生关茹林 指导教师王清亮摘要：首先,介绍单硬币及两硬币量子博弈理论基本知识,引入博弈游戏中量子策略比经典策略更具优越性这一特点;其次,在准确掌握了经典异或关系的真值表后,结合量子力学本征值问题的求解及么正变换的基本理论,定义出量子逻辑异或门;最后,利用量子博弈对如何实现量子异或门提出了两套方案,具体分析两套方案的量子实现过程并进行比较得出那种方案更为方便。 关键词：量子博弈；经典异或门；量子异或门；量子么正操作 引言 早在六七十年代,人们就发现能耗会导致传统计算机的芯片发热,从而影响芯片的集成度,进而限制了计算机的运行速度。为了克服计算机中的能耗问题,提出了研究可逆计算机,量子计算机概念的提出即是源于对可逆计算机的研究[1-3]。由于量子计算机概念的提出,实现量子计算机的理论便应运而生,量子计算机最重要的优越性体现在量子并行计算上[4-8],由于具有量子并行处理功能,使一些利用经典计算机只能进行指数算法的问题,当利用量子计算机时能够进行多项式算法,而多项式算法是指运算时间与输入二进制数据的长度即比特的位数之间存在多项式关系[6-10]。这说明量子并行计算的方法大大提高了量子计算机的效率,使得其可以完成经典计算机无法完成的工作。 在本篇论文中,我们将结合量子博弈中量子硬币博弈和量子逻辑门领域的相关理论,力求提供一套从量子博弈角度实现量子异或门的方案。 1量子博弈基本理论 1.1单硬币量子博弈 在介绍量子博弈基本理论之前,我们先回顾一下有关经典博弈游戏的过程[1-5]。采用经典博弈A、B两人做一个经典的硬币游戏:A将一枚硬币放进一个不可透视的黑盒子中,此时两人都知道硬币状态（头朝上或尾朝上）;密封好后将盒子交给B,此后直到盒子打开之前，他们两人都不知道硬币的状态;B摇晃盒子后交给A;A接到盒子后也将其晃动;再次交给B,B晃动后将盒子打开。他们起初约定好,假如人头向上则A获胜,否则B胜出。根据概率理论知识可以知道,他们两人都有百分之五十的获胜概率。
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。 6.已出现的交换方式有哪些？各有何特点？ 电路交换、分组交换、ATM交换。电路交换基于同步时分复接，其要点是面向连接。分组交换是数据通信的一种交换方式。它利用存储—转发的方式进行交换。基于异步时分复接。ATM即异步传送模式，ATM基于异步时分复接。其要点是面向连接且分组长度固定(信元)。 7.交换方式的选择应考虑哪些因素？ 业务信息相关程度不同，时延要求不同，信息突发率不同 9.交换机应具有哪些基本功能？实现交换的基本成分是什么？ 基本功能：(1) 接入功能：完成用户业务的集中和接入，通常由各类用户接口和中继接口完成。(2) 交换功能：指信息从通信设备的一
交换机系列培训:第三层交换机的选择 交换机系列培训:第三层交换机的选择交换机系列培训:第三层交换机的选择现代的局域网基础设施需要对通过网络边界进行数据传输的问题提供一个新的解决办法，这就需要提供一种同时具有第二层交换机和局域网路由器的功能，并且其时延小于传统的局域网路由器的全新的设备。通常我们称之为第三层交换机。 网络并非都基于以太网，fddi和atm也是最常使用的局域网骨干技术。atm网曾一度被看作是多媒体时代唯一的网络技术。而许多其他技术诸如千兆以太网，也具有成为明天的局域网骨干技术的潜力。有相当一部分的千兆以太网交换机已经支持qos和cos，并且提供了很高的带宽，拥有传输声音、图象、多媒体数据等的能力。虽然其qos的稳定性还不如atm，但其低价格和低复杂性则优于atm技术，且易于与已有的网络产品相连接。从上面的这些事实可以推断出，任何要用于骨干网的网络设备必须支持这些技术之间的互联，并且提供在这些技术之间进行升级的能力。 在过去，网络中的数据在一般情况下只有大约百分之二十是通过骨干路由器与中央服务器或企业网络的其他部分进行通信，而在今天这个比例已经被提高到了百分之五十。我们都知道，为了应付不断增
长的数据流量，共享介质型的网络纷纷被交换型网络所替代。这种变化对原来用于网络分段的传统路由器产生了直接的冲击。鉴于有如此之大的流量跨越ip或ipx子网，路由器事实上已经成为了网络传输的瓶颈。原因是因为传统的路由器更注重对多种介质类型和多种传输速度的支持，而目前数据缓冲和转换能力比线速吞吐能力和低时延更为重要。虽然路由器的性能最近也得到了一定的提高大约达到1mpps 但采用这种路由器的费用也高得惊人。 现在市场上的主流第三层交换机主要有cisco的catalyst 2948g 和3com的corebuilder 3500等。在选择第三层交换机时，用户可根据自己的需要判断并选择上述产品，下面我就以上两个产品进行介绍，使您能够全面的了解主流第三层交换机，并针对自己的情况选择合适的机型。 cisco catalyst 948g-l3交换机是可以支持internet协议（ip），互联网包交换（ipx）和ip多路传输提供线速交换的固定配置第三层（l3）以太网交换机。这种catalyst交换机可以为拥有适当端口密度的中型园区主干提供所需的高性能。它非常适合于集中到多个配线间或作为其他主干交换机（例如catalyst 2900，catalyst 3500、catalyst 4000或catalyst 5000 交换机）的工作组交换机。 catalyst 2948-l3交换机不仅为ip、ipx及ip多路传输提供无阻
量子力学：正逐渐打开瞬间传输的大门！ 瞬间移动，相信是不少人儿时的梦想，光是想想也是一件令人惬意的事情。下午下班还在北京，摇身一变就泡在三亚温暖的海滩上，这种只在科幻片里见过的超能力在物理学上已并非不可能，物理学家正逐渐打开瞬间传输的大门。 瞬间传输的理论基础是量子纠缠。处于纠缠中的两个量子，即使相距遥远也总是呈现出相同的状态，当其中一个量子状态改变时，另一个量子也会随之改变。在量子纠缠的帮助下，带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制，因此就相当于科幻小说中描写的“超时空传输”，量子在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。 量子纠缠，是量子力学里让人感到最不合理、最疯狂、最荒谬的理论预测，被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。因为它预示着在未来世界里，人类或许能通过量子纠缠来实现“瞬间移动”，将人体或物体从一处传送到另一处，然而这一预测正成为现实。 2019年，国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证，该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”。2019年2月26日，国际顶级科学期刊《自然》(Nature)以
封面标题的形式发表了中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等人的文章《单个光子的多个自由度的量子隐形传态》，首次实现首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信 息能同时传送。 就目前的技术而言，人们仅仅实现了光子级别的超距传送，离人体“瞬间移动”还很遥远。因为按照现在理论水平，要想实现一个人从北京到三亚的传送，需要在北京先击碎身体，将其分解成为基本粒子，并扫描获得每一个粒子的信息，同时由于鬼魅般的超距作用，另一个你就在三亚成形了。 这里面最要命的是，这并非是你身体的粒子从北京移动到了三亚，在三亚形成的是你的复制品，而原来的你早已经被摧毁了（原来身体的粒子在测量时就毁灭掉了）。虽然复制品携带了你所有信息，从物理角度来看，与原来没有什么区别，但那还是原来的你吗？ 人是情感的而非理性的，克劳泽就曾说过：“我可不想踏进那机器里一步。”
现代交换技术与通信网实训讲义 管理与信息系 通信技术专业 2007年5月
第一部分交换技术与通信网基础 1通信网与交换技术 1.1电信网与交换： * 电话网络是支撑固定电话、移动电话和Internet技术发展的设施。* 所有电信网络实现的关键是交换技术。* 交换技术实现的方式主要分为电路交换和报文交换、分组交换。1.2交换方式：在电信网中交换设备所采用的交换方式有以下几种： 电路交换多速率电路交换快速电路交分组交换帧交换 快速分组交换ATM交换IP交换光交换 1.3 软交换：软交换是一种功能实体，为下一代网络（Next Generation Network，NGN）提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。2通信网 在不同应用范围和不同应用目标下，信息网络具有不同的含义，在一般意义上可以将信息网络分成电话通信网、计算机通信网和有线电视网等三种类型。 以话音为主的电话通信网包括公用电话交换网（PSTN：Public Switched Telephone Network）、专用通信网、移动通信网。 以数据为主的通信网包括分组交换公用数据网（PSPDN：Packet Switched Public Data Network）、X.25网、数字数据网（DDN：Digital Data Network）、帧中继网（FRN：Frame Relay Network）。计算机通信网包括局域网（LAN：Local Area Network）、城域网（MAN：Metropolitan Area Network）、广域网（WAN：Wide Area Network）等形式。其中高速局域网有光纤分布式数据接口(FDDI)和吉（千兆）比特以太网，高速城域网有分布式队列双总线（DQDB）和交换式多兆位数据服务（SMDS），广域网有Internet等典型网络。 有线电视网(CATV)以视频业务为主要业务。
计算机网络基础试题库1
计算机网络基础试题库1
《计算机网络基础》卷1 1、以下关于网桥正确的是（A） A．网桥的工作原理可概括为：存储转发和地址过滤 B．网桥是物理层设备【是数据链路层】 C．网桥分为不透明网桥和源路选网桥 D．网桥是网络层设备 2、在脉冲编码调制中，如果规定的量化级是128个，则需要使用(A )位编码。 A. 7 B. 6 C. 5 D. 4 3、快速以太网的介质访问控制方法是（A）。 A．CSMA/CD B．令牌总线C．令牌环D．100VG-AnyLan 4、X.25网络是（A）。 A．分组交换网 B．专用线路网C．线路交换网D．局域网 5、Internet 的基本结构与技术起源于（B） A.DECnet B.ARPANET C.NOVELL D.UNIX 6、计算机网络中，所有的计算机都连接到一个中心节点上，一个网络节点需 要传输数据，首先传输到中心节点上，然后由中心节点转发到目的节点，这 种连接结构被称为（C） A．总线结构B．环型结构C．星型结构D．网状结构 7、使用载波信号的两种不同频率来表示二进制值的两种状态的数据编码方式 称为( B) A.移幅键控法 B.移频键控法 C.移相键控法 D.幅度相位调制 8、在OSI的七层参考模型中，工作在第二层上的网间连接设备是（ C 网卡，网桥） A．集线器B．路由器C．交换机D．网关 、物理层上信息传输的基本单位称为(C ) 。 A. 段 B. 位 C. 帧 D. 报文 10、无线局域网的协议是( D )。 A. IEEE802.8 B. IEEE802.9 C. IEEE802.10 D. IEEE802.11 11、下列传输介质中性能最好的是（C.双绞线） A.单膜光纤 B.多膜光纤 C.双绞线 D.同轴电缆 12、异步传输模式（ATM）实际上是两种交换技术的结合，这两种交换技术是 （A） A. 电路交换与分组交换 B. 分组交换与帧交换 C.分组交换与报文交换 D.电路交换与报文交换 13、100BASE-T4的最大网段长度是：（B） A.25米 B. 100米 C.185米 D. 2000米 14、我们将文件从FTP服务器上传输到客户机的过程称为（B. ）
1.1.1数据交换系统 数据交换中心需遵循统一数据交换规范支持各应用系统间无人值守的数据交换。数据交换中心是一种分布式联网系统，它的基本结构是通过区域集成服务器将一个区域内的各个应用系统联系起来，各应用的开发者可以从繁冗的数据结构中解脱出来，不再考虑不同系统之间不同的数据结构和字段类型，不再开发复杂且不易移植的数据迁移程序。各应用系统都创建各自的代理程序作为系统与数据交换中心的接口，代理程序之间并不直接通信，而是通过数据交换中心间接通信，数据交换中心是所有代理程序的集成点。 数据交换中心和代理程序都使用统一数据标准的JSON词汇，作为数据传输与交换的语言。数据交换中心可以交换的数据是通过一系列数据对象进行定义的。各数据对象包括了操作状态维护以及内容。数据发布方或数据订阅方根据数据代理程序实现数据的交换。数据代理的职责是将业务系统的数据转化为规范的格式，或将接受到的数据转化为业务系统的数据格式，代理通过数据交换中心的API使用数据交换中心的服务，业务系统通过代理实现数据的交换与共享，业务系统无需关注数据交换的细节，可以完全按照面向数据对象的方式去完成数据交换。数据代理就是业务系统与数据交换中心之间的桥梁。数据交换中心针对基础数据和用户档案数据提供数据订阅和数据发布两种服务，主要的功能包括数据报文管理、数据发布授权管理、接口权限管理、数据发布管理、数据订阅管理、日志管理、数据交换统计等功能。
1.1.1.1数据交换模式 1.1.1.1.1发布模式 发布模式适用于数据的提供方。数据提供方的数据发生变化（新增、修改或删除）时，代理程序会将监控到的数据变化信息和变化类型根据报文规范，组装成一条报文发送到统一数据交换中心子系统的专用通道中，统一数据交换中心子系统接收到报文后，会校验报文格式和解析报文，并完成数据库的数据更新。 为实现数据有效性维护机制，数据提供方（数据源）所发生的任何数据变化，都要以无人值守的方式自动同步到所有的数据使用方。要实现这种无人值守的数据自动同步，需要数据提供方在统一数据交换中心子系统申请发布数据服务，并在应用系统内部完成数据发布代理的开发和配置，实现数据的共享。 发布代理的作用是数据提供方获取到数据变动后，需要自动处理数据，加工成数据报文提供给统一数据交换中心子系统，供数据使用方订阅，同时记录数据交换的日志信息。 1.1.1.1.2订阅模式 订阅模式适用于数据的使用方。数据使用方通过统一数据交换中心子系统订阅需要的数据，当交换中心监控到订阅的该数据发生变化时，会根据报文规范生成相应的报文，发送给数据订阅方。数据订阅方收到报文后，即可消费报文，并完成自身数据库的数据更新。 数据使用方需要在统一数据交换中心子系统申请订阅数据服务，并在应用系统内部完成数据订阅代理的开发和配置。当统一数据交换中心子系统获取到数据提供方的数据时，会将数据同步给所有订阅了该数据服务的应用系统；应用系统可以根据自身的需要，实时或者周期性的更新数据。 订阅代理的作用是数据使用方订阅数据服务，获取到数据报文后，需要自动处理报文加工成自己需要的数据并进行入库，同时记录数据交换的日志信息。
骨干路由交换机RG-S6506产品手册(200607)
全模块化骨干路由交换机RG-S6506 产品概述： RG-S6506是锐捷网络推出的全模块化骨干路由交换机，拥有6个模块扩展槽，提供管理模块冗余，支持万兆、千兆和百兆模块线速转发，可以根据用户的需求灵活配置，构建弹性可扩展的现代IP网络。 RG-S6506交换机高达768G的背板带宽和286Mpps的二/三层包转发速率可为用户提供高速无阻塞的线速交换，强大的交换路由功能、安全智能技术可同锐捷各系列交换机配合，为用户提供完整的端到端解决方案，是小型网络核心和大型网络骨干交换机的理想选择。
产品特性： ●强大数据处理设计（SPOH设计） ?RG-S6506交换机的交换、路由、ACL、QOS 等复杂功能通过硬件实现，避免了软件实现 同样功能对数据高速处理的影响。 ?管理模块执行路由管理、网络管理、网络服务等任务；用户接口模块可以独立实现硬件 路由、交换和组播功能；用户交换端口则独 立实现硬件ACL和QOS功能。同步式处 理设计极大地提高整机处理能力。 ●高安全保障措施 1、物理安全： RG-S6506提供冗余管理模块、冗余电源模块、各种模块热拔插等物理安全保障措施。2、病毒和攻击防护： 面对现在网络环境越来越多的网络病毒和攻击威胁，RG-S6506提供强大的网络病毒和攻击防护能力：
提供基于SPOH技术的ACL功能 支持防源IP地址欺骗、防DOS/DDOS攻击，防IP扫描等功能 提供多端口同步监控技术，支持灵活的网络监控，提升网络监控能力 3、设备管理安全： 提供SSH的加密登陆和管理功能，避免管理信息明文传输引发的潜在威胁 Telnet/Web登录的源IP限制功能，避免非法人员对网络设备的管理 SNMPV3提供加密和鉴别功能：确保数据从合法的数据源发出（引擎ID）；确保数据在传输过程中不被篡改（采用MD5和SHA认证协议）；加密报文，确保数据的机密性（采用DES56加密协议） 4、接入安全： 硬件支持IP、MAC、端口绑定，提高用户接入控制能力。 支持802.1X技术，满足6元素绑定接入限制支持IGMP源端口检查，可有效控制非法组播源，提高网络安全。 IGMPV3支持宣告主机希望接收的多播源的
§电话交换机的基本组成：话路系统和控制系统。话路系统包括用户电路、交换网络、出中继器、入中继器、绳路及具有监视功能的信号设备；控制系统包括译码、忙闲测试、路由送择、链路选试、驱动控制、计费等设备。 §话路系统的构成方式：空分方式和时分方式。空间分隔方式是指交换网络的每个连接通路各自占据不同的空间位置，互相隔开。时间分隔方式是指交换网络的各条话路具有不同的时间位置，各路话音的传输时间是互相错开的。 §控制系统的控制方式：布线逻辑控制方式（布控方式）和存储程序控制方式（程控方式）。§程控交换机的分类：空分模拟程控交换机、时分模拟程控交换机、时分数字程控交换机。§模拟信号：信号的幅度取值不受任何限制且与原信息准确对应。 §数字信号：信号的幅度取值只能在数轴上有限个离散值上取值，且不准确地与原信息对应。§抽样是以一定时间间隔，取出连续的模拟信号的瞬时值。 §抽样定理：对于一个有限带宽的连续信号f(t),其最高频率为fM,此信号可由时间上相隔Ts<=1/2fM秒的各均匀间隔点上的信号值f(KTs)唯一确定。 §量化是将样值幅度取值连续的模拟信号变成样值幅度取值离散的数字信号。 §均匀量化是将输入信号的变化范围等分为N级，其量化间隔是相等的。非均匀量化的量化间隔是不相等的，大信号区的量化间隔大，小信号区的量化间隔小，即量化间隔?V是不固定的。 §编码是将量化后的信号电平值转换成二进制码组。解码是编码的逆变换，是将二进制编码信号还原成离散的样值幅度信号。 §码元就是用占据时间相等的一些电信号波形来表示数字信息的这些电信号波形。 §码元长度就是一个电信号波形所占据的时间间隔。 §时分复用方式是将信道按时间加以分割，各路话音抽样信息按一定的次序轮流地占用某一时间段来传输各路信息。这一时间段称为时隙。 §在交换设备内部传输的码型为NRZ码，而在线路中传输的码型为HDB3码。 §在有线传输线路中传输的码型应考虑一下的要求： 1.在线路中传输的码型不应含有直流分量，且低频成份和过高的频率成份也不宜太多。 2.在传输的码型中应含有时钟信息。 3.要求传输的码型与信息源的统计特性无关。 4.在传输的码流中，应具有一定的检测误码能力。 5.码型的转换设备应简单易于实现。 §程控数字交换系统的功能：信令与终端接口功能，交换接续功能和控制功能。 §交换机的软件系统必须具有：实时效率；有多道程序同时运行功能；有保证电话业务不间断的有效措施。 §分散控制有容量分担或功能分担的工作方式。（分级控制系统和分布式控制系统） §处理机的配置方式采取备份的方式，最简单的备份方式就是双处理机结构。 §双处理机结构有三种工作方式：同步双工、话务分担、主/备用工作方式。 §容量通常以用户线数和中继线数来表示。 §呼叫处理能力以忙时试呼叫次数来表示，通常称作BHCA值。它是衡量交换系统处理机处理能力的重要指标，它表明处理机能处理的用户在忙时摘机呼叫的次数。 §话务负荷能力是指在一定的呼损率下，交换系统在忙时可以负荷的话务量。话务量Y等于单位时间内所产生的平均呼叫次数C和每次呼叫平均占用时间t的乘积。
网络基础了解交换式局域网 交换式局域网所有站点都连接到一个交换式集线器或局域网交换机上。交换式集线器或局域网交换机具有交换功能，它们的特点是，所有端口平时都不连通，当工作站需要通信时，交换式集线器或局域网交换机能同时连通许多端口，使每一对端口都能像独占通信媒体那样无冲突的传输数据，通信完成后断开连接。由于消除了公共的通信媒体，每个站点独自使用一条链路，不存在冲突问题，可以提高用户的平均数据传输速率，即容量得以扩大。交换式局域网的优点如下： ●采用星型拓扑结构，容易扩展，而且每个用户的带宽并不因为互连的设备增多而降低。 ●由于消除了公共的通信媒体，每个站点独自使用一条链路，不存在冲突问题，可以提高用户的平 均数据传输速度。交换式局域网无论是从物理上还是逻辑上都是星形拓扑结构，多台交换式集线 器可以串接，连成多级星形结构。 交换式局域网可向用户提供共享式局域网不能实现的一些功能，主要包括以下几个方面： ●隔离冲突域在共享式以太网中，使用CSMA/CD算法来进行介质访问控制。如果两个或者更多站 点同时检测到信道空闲而有帧准备发送，它们将发生冲突。一组竞争信道访问的站点称为冲突域。 显然同一个冲突域中的站点竞争信道，便会导致冲突和退避。而不同冲突域的站点不会竞争公共 信道，它们则不会产生冲突。在交换式局域网中，每个交换机端口就对应一个冲突域，端口就是 冲突域终点，由于交换机具有交换功能，不同端口的站点之间不会产生冲突。如果每个端口只连 接一台计算机站点，那么在任何一对站点之间都不会有冲突。若一个端口连接一个共享式局域网， 那么在该端口的所有站点之间会产生冲突，但该端口的站点和交换机其他端口的站点之间将不会 产生冲突。因此，交换机隔离了每个端口的冲突域。 ●扩展距离交换机可以扩展LAN的距离。每个交换机端口可以连接不同的LAN，因此，每个端口 都可以达到不同LAN的技术所要求的最大距离，而与连接到其他交换机端口LAN的长度无关。 ●增加总容量在共享式LAN中，其容量由所有接入设备共享。而在交换式局域网中，由于交换机 的每个端口具有专用容量，交换式局域网总容量随着交换机的端口数量而增加。所以交换机提供 的数据数传输容量比共享式LAN大得多。 ●数据率灵活性对于共享式LAN，不同LAN采用不同数据率，但连接到同一共享式LAN的所有 设备必须使用同样的数据率。而对于交换式局域网，交换机的每个端口可以使用不同的数据率， 所以可以以不同数据率部署站点，非常灵活。
体系结构大作业 专业计算机科学与技术（软件工程） 班级计Y094 学号 姓名 日期 广西工学院计算机学院
数据交换平台系统结构 系统概述 数据交换平台(数据交换引擎)为核心，基于J2EE架构设计，通过Web Service为服务接口，配合DataEX Agent(数剧交换代理)满足同一平台、不同平台、异构数据库之间、甚至是非网络连接系统之间的安全数据交换应用，管理员或服务使用者可以通过数据交换管理控制台实现对交换任务的定义和状态跟踪。 系统目标是设计一个完整、高效、健壮、安全、易用的数据传输、交换平台。该交换平台是一个基于标准、组件化、架构良好、具有很好扩展性的多层的开放的软件体系。 系统的框架结构图可以从三个角度来加以描述。以系统逻辑处理模型来表达一个宏观、易部署、易用的应用逻辑结构； 以系统的功能细分及其交互模型来表达一个完整、高效、健壮、安全、易用的产品体系； 按系统的软件层次结构及web Services组件模型来表达一个基于标准、组件化、架构良好、具有很好扩展性的开放的软件体系; 交换引擎基于XML的数据流交换，基于XSLT格式的交换规则定义。 电路交换 电路交换的原理是：在数据传输时，源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理链路，此线路将一直保持到数据传输结束。若是这两个节点之间的通信量很大，则可同时建立多条连接。 报文交换 为解决电路交换占用通道的缺陷，报文交换产生。其原理是：数据以报文为单位传输，长度不限且可变。数据传送过程采用存储－转发的方式。发送方在发送一个报文时把目的地址附加在报文上，途径的节点根据报文上的地址信息，将报文转发到下一个节点，接力式的完成整个传送过程。每个节点在受到报文后，会将之暂存并检查有无错误，然后通过路由信息找出适当路线的下一个节点的地址，再把报文传送给下一个节点。这个过程中，报文的传输只是占用两个节点之间的一段线路，而其他路段可传输其他用户的报文。于是，这种解决方案不会像电路交换占用终端间的全部信道。但是，报文在经过节点时会产生延迟。这段延迟包括接收报文所有位（bit）所需的时间，等待时间和发送到下一个节点所需的排队延迟。 相对于电路交换，报文交换的优点有：线路效率高；节点可暂存报文并对报文进行差错控制和码制转换；电路交换网络中，通信量很大时将不能接收某些信息，但在报文交换网络中却仍然可以，只是延迟会大些；可以方便地把报文发送到多个目的节点；建立报文优先权，让优先级高的报文优先传送。 报文交换也是存在缺点的。首先，它不能满足实时交互式的通信要求，经过网络的延迟可能会有不小的变化。其次，有时节点收到的报文太多以致不得不丢弃或阻止某些报文。最后，对交换节点的存储量有较高要求。 分组交换
目录 网络交换机的概述 网络交换机的性能 网络交换机的分类 网络交换机的选择 网络交换机的概述 随着电子技术的飞速发展，计算机及其应用日益普及，计算机网络也迅速发展起来。凡是将地理位置不同，具备独立功能的多台计算机、终端及其附属设备，用通信设备和线路连接起来，并配以相应的网络软件实现计算机通信信息网的资源共享与数据通信，都称为计算机通信网。当网络规模扩大时，单纯靠延长网线已变得不现实。并且对于不同的局域网，要实现互相之间的数据传送，共享网络的资源，需要有专门的连接设备实现网络扩展。同时，网络中站点的增加，地理范围的扩大，业务量的增长，促使网络互联迅速向前发展。 网络互联的高速发展，导致网络交换技术的出现，网络交换机也随之应运而生。广义的交换机就是一种在
通信系统中完成信息交换功能的设备。网络交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。 随着交换技术的发展，交换机由原来工作在OSI承M 的第二层，发展到现在有可以工作在第四层的交换机出现，所以根据工作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。由于第四层交换机交换技术尚未真正成熟且价格昂贵，第四层交换机在实际应用中目前还较少见。 网络交换机的性能 网络交换机是一种连接网络分段的网络设备。从技术角度看，网络交换机运行在 OSI 模型的第2层（数据链路层）。网络交换机源于电子集线器（HUB），其中 HUB 是为星型网络提供的一种中心结点设备。在共享 HUB 中，所有星型网络连接都接收同一个广播帧。交换机类似于集线器，它也支持单个广播域，但不同的是交换机上的每个端口同时也是它自己的冲突域（Collision Domain）。通常情况下，交换机比集线器更加智能化，网络交换机能监测到所接收的数据包，并能判断出该数据包的源和目的地设备，从而实现正确的转发过程。网络交换机只对连接设备传送信