光交换技术及其应用 摘要：现代通信网中，先进的光纤通信技术以其高速、带宽的明显特征而为世人瞩目。实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来发展目标。从系统角度来看，支撑全光网络的关键技术又基本上可分为光监控技术、光交换技术、光放大技术和光处理技术几大类。光交换技术作为全光网络系统中的一个重要支撑技术，它在全光通信系统中发挥着重要的作用。本文主要阐述了光交换的类型，光交换技术的优点，以及光交换技术发展的趋势。 关键词：光交换类型趋势 随着通信网传输容量的增加，光纤通信技术也发展到了一个新的高度。发展迅速的各种新业务对通信网的带宽和容量提出了更高的要求。光纤的巨大频带资源和优异的传输性能，使它成为高速大容量传输地理想媒质。随着WDM技术地成熟，单根光纤的传输容量甚至可以达到Tb/s的速度。由此也对交换系统的发展提供了压力和动力，光交换技术的发展在某种程度上也决定了全光通信的发展。 一、光交换与光交换技术 光交换(photonic switching)技术是一种光纤通信技术，它是在光域直接将输入光信号交换到不同的输出端。光交换技术是用光纤来进行网络数据、信号传输的网络交换传输技术。与电子数字程控交换相比，光交换无须在光纤传输线路和交换机之间设置光端机进行光/电（O/E）和电/光（E/O）交换，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。光纤传输技术与光交换技术融合在一起，可以起到相得益彰的作用，从而使光交换技术成为通信网交换技术的一个发展方向。 光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路光交换可利用ＯＡＤＭ、ＯＸＣ等设备来实现，而分组光交换对光部件的性能要求更高，由于目前光逻辑器件的功能还较简单，不能完成控制部分复杂的逻辑处理功能，因此国
线路交换特点： 优点：线路建立后，所有数据直接传输。因此数据传输可靠、迅速、有序（按原来的次序）。缺点：线路接通后即为专用信道，因此线路利用率低。例如，线路空闲时，信道容量被浪费。 线路建立时间较长，造成有效时间的浪费。例如，只有少量数据要传送时，也要花不少时间用于建立和拆除电路。 报文交换特点： 优点： ①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用 户可随时发送报文。②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：a. 在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d. 允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。③通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。 缺点： ①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收 报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。②报文交换只适用于数字信号。③由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。 分组交换特点： 优点：①加速了数据在网络中的传输。 ②简化了存储管理。 ③减少了出错机率和重发数据量。 ④由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据。 缺点：①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。 ②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 信息量大约增大5%～10%，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。 ③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。
从传输技术来说，电话网是采用电路交换方式，即电话通信的电路一旦接通后，电话用户就占用了一个信道，无论用户是否在讲话，只要用户不挂断，信道就一直被占用着。一般情况下，通话双方总是一方在讲话、另一方在听，听的一方没有讲话也占用着信道，而且讲话过程中也总会有停顿的时间。因此用电路交换方式时线路利用率很低，至少有50%以上的时间被浪费掉。而因特网的信息传送是采用分组交换方式，所谓分组交换，是把数字化的信息，按一定的长度“分组”、打“包”，每个“包”加上地址标识和控制信息，在网络中以“存储—转发“的方式传送，即遇到电路有空就传送，并不占用固定的电路或信道，因此被称为是“无连接”的方式。这种方式可以在一个信道上提供多条信息通路；此外在因特网上传送信息通常还采用数据压缩技术，被压缩的语音信息分组在到达目的地后再复原、合成为原来的语音信号送到接收端用户。因此，利用因特网传送语音信息要比电话网传送语音的线路利用率提高许多倍，这也是电话费用大大降低的重要原因。 请简述电路交换和分组交换(包交换)的基本原理与区别 电路交换 每部电话都连接到交换机上，而交换机使用交换的方法，让电话用户之间可以很方便地通信。一百多年来，电话交换机虽然经过了多次更新换代，但交换的方式一直都是电路交换。当电话机数量增多，就使用彼此连接起来的交换机来完成全网的交换工作。注意，是这种交换机采用了电路交换的方式，后来的分组交换也是采用了一样的电信网，只是不一样类型的交换机（当然协议也不同）。 从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。 在使用电路交换打电话之前，先拨号建立连接：当拨号的信令通过许多交换机到达被叫用户所连接的交换机时，该交换机就向用户的电话机振铃；在被叫用户摘机且摘机信号传送回到主叫用户所连接的交换机后，呼叫即完成，这时从主叫端到被叫端就建立了一条连接。通话过程。通话结束挂机后，挂机信令告诉这些交换机，使交换机释放刚才这条物理通路。这种必须经过“建立连接--通信--释放连接”三个步骤的连网方式称为面向连接的。电路交换必定是面向连接的。 用户到交换机之间的叫用户线，归电话用户专用。交换机之间、许多用户共享的叫中继线，拥有大量的话路，正在通话的用户只占用其中的一个话路，在通话的全部时间里，通话的两个用户始终占用端到端的固定传输带宽。 以电路联接为目的的交换方式是电路交换方式。电话网中就是采用电路交换方式。我们可以打一次电话来体验这种交换方式。打电话时，首先是摘下话机拨号。拨号完毕，交换机就知道了要和谁通话，并为双方建立连接，等一方挂机后，交换机就把双方的线路断开，为双方各自开始一次新的通话做好准备。因此，我们可以体会到，电路交换的动作，就是
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/fd14580307.html, 现代分组交换技术的发展与应用 作者：赵振华肖智戈陈剑 来源：《速读·下旬》2015年第10期 摘要：分组交换技术是由数据通信发展而来的。分组交换是将用户传送的数据划分成一 定的长度，每个部分叫做一个分组。在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地，这一过程称为分组交换。 关键词：分组交换技术;发展;应用 1 分组交换技术发展史 从交换技术的发展历史看，数据交换经历了报文交换、电路交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。 报文交换就是将用户的报文存储在交换机的存储器中，当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，以“存储—转发”方式在网内传输数据。电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。
电路交换、报文交换、分组交换方式及优缺点 目录 1 电路交换 (2) 1.1 电路交换过程 (2) 1.2 电路交换优缺点 (3) 2 报文交换 (3) 2.1 电路交换过程 (3) 2.2 报文交换优缺点 (4) 3 分组交换 (4) 3.1分组交换过程 (4) 3.2 分组交换优缺点 (5) 3.3.分组交换网与电路交换网比较 (6)
“交换”(switching)的含义就是转接——把一条线路转接到另一条线路，使它们连通来。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。在计算机网络及通信系统中常谈到的交换方式有电路交换（CS: Circuit Switching）、报文交换(MS: Message switching)、分组交换（PS: Packet Switching）等。本文先介绍这三种交换方式。 1 电路交换 1.1 电路交换过程 电路交换是通信网中最早出现的一种交换方式，也是应用最普遍的一种交换方式，主要应用于电话通信网中如图（1），完成电话交换，已有100多年的历史。电路交换过程包括(1)建立连接、(2)通信、（3）释放连接。电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成）、电路交换一旦建立，就占用一条中继线路，即使我们不传送信息，别人也不能使用。 电路交换举例 图(1) 电路交换
电路交换优点:(1)由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。(2)通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。(3)双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。(4)电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。(5)电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。 电路交换缺点：(1)电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说比较长。 (2)电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。（3）电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。 2 报文交换 2.1 电路交换过程 报文交换是一种以报文为数据传送单位，采用存储转发的信息传递方式。报文交换不要求在两个通信结点之间建立专用通路。结点把要发送的信息组织成一个数据包--报文，该报文中含有目标地址、源地址等信息完整的报文在网络中一站一站地向前传送。交换结点对各个方向上收到的报文排队，对找下一个转结点，然后再转发出去，这些都带来了排队等待延迟。每一个结点接收整个报文，检查目标结点地址，然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点。经过多次的存储——转发，最后到达目标，因而这样的网络叫存储——转发网络。其中的交换结点要有足够大的存储空间（一般是磁盘），用以缓冲收到的长报文。报文交换的优点是不建立专用链路，线路利用率较高，这是由通信中的等待时延换来的。电子邮件系统（E-mail）适合采用报文交换方式。
填空题 1. 数据交换方式基本上分为三种：电路交换（Circuitswitch：CS、报文交换（MessageSwitch MS）和分组交换（Packetswitch： PS 2. 分组交换有两种方式：虚电路（VirtualCircuit: VC）方式和数据报（Datagram：DG）方式。 3. 快速分组交换在实现的技术上有两大类帧中继（FrameRelay和信元中继（CellRelay） 4. 帧中继是以分组交换__________ 术为基础的高速分组交换技术。 5. 虚电路服务是OSI—网络（第3）—层向运输层提供的一种可靠的数据传送服务，它确保所有 分组按发送顺序到达目的地端系统。 6. 按照实际的数据传送技术，交换网络又可分为电路交换网、报文交换网分组交换网。 7. 用电路交换技术完成的数据传输要经历电路建立、数据传输、电路拆除过程。 8. 在计算机的通信子网中，其操作方式有两种，它们是面向连接的虚电路和无连接的数据报。 9. 在数据报服务方式中，网络节点要为每个分组/数据报选择路由，在虚电路服务方式中，网络节 点只在连接建立时选择路由。 简答题 1、简答分组交换的特点和不足 答：优点： 1、节点暂时存储的是一个个分组，而不是整个数据文件 2、分组暂时保存在节点的内存中，保证了较高的交换速率 3、动态分配信道，极大的提高了通信线路的利用率缺点： 4、分组在节点转发时因排队而造成一定的延时 5、分组必须携带一些控制信息而产生额外开销，管理控制比较困难 2、请比较一下数据报与虚电路的异同？ 答：见下表。 4、简述分组存储转发的工作方式 答： <1>传输报文被分成大小有一定限制的分组传输 <2>分组按目标地址在分组交换网中以点对点方式递交 <3>各交换节点对每一个到达的分组完整接受（存储）、经检查无错后选择下一站点地址往下 递交（转发） <4>最终分组被递交到目的主机 5、（数据报）交换与电路交换相比有什么特点？答：包交换与电路交换比在以下方面不同 <1>包交换不使用独占信道，而仅在需要时申请信道带宽，随后释放 <2>由于包交换一般采用共享信道，传输时延较电路交换大 <3>包交换传输对通信子网不透明，子网解析包地址等通信参数 <4>包交换采用存储转发方式通信，对通信有差错及流量控制，而电路交换不实现类似控制 <5>各包在交换时其传输路径是不定的，在电路交换中所有数据沿同一路径传输 来源网络
交换原理作业 姓名：唐昊 班级：通信131班 学号：
基于分组交换网络——ATM 唐昊1 （1.青岛理工大学通信与电子工程学院，山东青岛 266033） 摘要：介绍了分组交换技术的产生和发展,描述了分组交换技术的最新发展,即快速分组交换技术,重点讨论了异步传输模式ATM技术。最后,本文简单展望了分组交换技术的发展和应用前景。 关键词：分组交换计算机网络分组交换网帧中继异步传输模式 1分组交换技术和X.25协议的产生和发展 分组交换技术和X.25协议的产生和发展分组交换技术是伴随着计算机网络的发展而发展的,另一方面,分组交换技术的发展与成熟又反过来进一步促进了计算机网络的发展。分组交换的概念最初是在1964年8月由Baran在美国Rand 公司的“论分布式通信”的研究报告中提出来的。但直到1969年12月,美国国防部高级研究计划局DARPA(Defense Advanced Research Plan Agency)资助的4结点分组交换网ARPANET投入运行,分组交换技术才真正第一次被应用到计算机网络中。 分组交换也称为包交换,本质是将数据流分割成一系列具有固定大小的数据单位(即分组),然后这些数据分组就在通信子网中进行存储—转发,直到最后将数据分组递交到目的主机,并将数据分组重新组装ACCESS面向对象的程序设计思想完全体现在对象和事件的概念上,在ACCESS中Table、Query、Form、Report、Macro、Module都是对象,而用户维护的每一个信息又都可以用Form上的图形控件实现,因此每一个图形控件都有其属性和允许该图形控件发生的事件列表,这些事件ACCESS预先已经定义,每个图形控件都有不同的事件,例如:窗体Form有28种可能发生的事件,它们是:On Current、Before Insert、After In-sert、Before Update、After Update……等等;而TextBox则有16种可能发生的事件。一个事件是能被一个对象识别的动作,例如刷新记录,关闭数据库等等;另外,系统也可以产生事件,例如一个定时事件。无论什么时候,当一个事件被当前对象识别后,ACCESS就执行与该事件对应的函数,或者说,使某一个事件发生的办法就是编写函数或者是编写宏,在函数或者宏中实现对象功能,使应用程序中的对象对事件作出反应。在事件过程结束后,应用程序返回一个空状态。ACCESS以缺省方式处理任何事件。如果对某一缺省设置满意的话,不用编写代码。 ARPANET网的成功向人们展示了分组交换技术的实用性,自70年代初以来,各大公司纷纷投入人力物力研制各自的网络体系结构。由于当时各大公司网络体系结构很不一致,给不同网络的互连造成了极大不便。为了解决这一问题,国际电报电话咨询委员会(CCITT)根据美国Telenet、Tymnet和加拿大的Data-pac分组交换网的经验和它们使用的协议,于1974年颁布了X.25的初稿,并经1976、1978、1980、1984、1988年多次修改形成了如今的X.25协议。X.25协议定义了数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备(DCE)之间的接口规程即分组交换数据网PSDN(Packet Switching Data Network)向用户提供服务的接口协议。X.25
分组交换技术的产生 面向终端的计算机网络在其应用与发展的过程中，随着被连入的主机和终端数目的不断增加，网络的覆盖面积在不断扩大，结果是通信问题表现得越来越突出和重要。当时的数据通信存在的主要问题是：（1）通信资源主要来源于租用现有的电话、电报网的线路，在传输质量和速率等方面不能满足数据通信的要求；（2）传统电话网的线路交换和电报网的报文交换方式不能在通信线路的利用率和传输迟延两方面获得很好的 折中；（3）没有统一的数据通信体制和网络体系结构，各家网络的发展各行其是，而且往往在同一地区搞重复建设，但又互不兼容，网络之间无法互通。因此，在 60 年代中期面向终端网络蓬勃发展的同时，一场新的通信体制的革命也在悄然进行，最终导致分组交换网的出现。 1964 年 8 月，欧洲 RAND 公司的 Paul Baran 等人发表了一篇研究报告(P. Baran et al: “OnDistributed Communications”, Series of 11 reprots, Rand Coorp. Santa Monica, Ca..,Aug. 1964)，为北大西洋公约组织提出了一个基于话音分片打包传输与交换的空军通信网络体制，目的在于提高话音通信网的安全和可靠性。这个网络的工作原理设想是：把送话人的话音信号分割成数字化的一些“小片”，各个小片封装成“包”在网内的不同通路上独立地传输到目的节点站，最后从包中卸下“小片”装配成原来的话音信号送给受话人。这样，在除目的地之外的其他节点站所能窃听到的只是个别小片片，不可能组装成一个完整的语句。另外，由于每个话音小片可以有多条通路到达目的站，因而网络具有抗破坏和抗故障能力。可惜这一设想在当时未能引起有关当局的重视，也有当时技术上的原因。 1966 年英国国家物理实验室的 Davies 首次提出分组(packet，又译为“数据包”)的概念，与 Paul Baran 研究报告的设想一致。第一个利用分组交换(packet switching)技术的是美国国防部的高级研究计划局(Advanced Research Project Agency, 简称ARPA)。当时 ARPA决定致力于开发一个能实现资源共享的计算机网络，把分组交换技术应用于网络的数据通信。这就是于 1969 年建成的 ARPANET——世界上第一个采用分组交换技术的计算机网络——被后人称为“网络之父”，也是现今“因特网”的前身。
从多方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。 答：一、电路交换的优点： 1.在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路，采用的静态分配策略 2.通信双方建立的通路中任何一点出现故障，就需要重新拨号建立连接才可以继续通话 3.计算机网络中传输的数据往往是突发式的，并且通信时线路上的很多时候都是空闲的，会造成资源的浪费。另外，由于各异的计算机和终端的传输数据的速率不相同，采用电路交换就很难相互通信。 电路交换的缺点： 1、虽然信息传输的时延较小，但是电路的接续时间较长 电路资源被通信双方独占，整个电路利用率低 3、有呼损，即可能出现由于对方用户终端设备忙或交换网负载过重而呼叫不通 二、报文交换的优点： 1、报文交换是以报文为单位的存储转发原理，根据目的地址的不同转发到不同线路上发送 2、在报文交换的过程中，没有电路接续的过程，来自不同用户的报文可以在一条线路上以报文为单位进行多路复用，线路可以以它的最高传输能力工作，大大提高线路的利用率
3、无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。 报文交换的缺点： 1、信息通过交换机的时延大，并且时延的变化也大 2、交换机要有能力对报文进行存储。其中有的报文可能很长，要求交换机要有较强的处理能力和存储容量。 3、报文交换不运用于即时交互式数据通信 三、分组交换的优点： 1、 优点所采用的手段 高效在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用 灵活为每一个分组独力地选择转发路由 迅速以分组为为传送单位，可以不先建立连接就能向其他主机发送分组 可靠保证可靠性的网络协议，分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性 分组交换的缺点： 1、分组在各路由器存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。此外还无法确保通信时端到端所需要的带宽。
报文交换 这种方式不要求在两个通信结点之间建立专用通路。结点把要发送的信息组织成一个数据包——报文，该报文中含有目标结点的地址，完整的报文在网络中一站一站地向前传送。每一个结点接收整个报文，检查目标结点地址，然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点。经过多次的存储——转发，最后到达目标，因而这样的网络叫存储——转发网络。其中的交换结点要有足够大的存储空间（一般是磁盘），用以缓冲收到的长报文。 交换结点对各个方向上收到的报文排队，对找下一个转结点，然后再转发出去，这些都带来了排队等待延迟。报文交换的优点是不建立专用链路，线路利用率较高，这是由通信中的等待时延换来的。 电子邮件系统（E-mail）适合采用报文交换方式。 路、报文、分组交换的区别（1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。 优点： ①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。 ②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。 ③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。 ④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。 ⑤电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。 缺点： ①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。 ②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。 ③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。 （2）报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点：优点： ①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。 ②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以
分组交换技术 百科名片 分组交换技术也称包交换，是将用户传送的数据划分成一定的长度,每个部分叫做一个分组，经过传输分组的方式传输信息的一种技术。它是经过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信，在传输线路质量不高、网络技术手段还较单一的情况下，应运而生的一种交换技术。 目录 概述 发展历史 技术特点 网络结构 网络现状 技术应用 现阶段作用 概述 发展历史 技术特点 网络结构网络现状 技术应用 现阶段作用
分组交换技术是在计算机技术发展到一定程度，人们除了打电话直接沟通，分组交换在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将她们转发至目的地，这一过程称为分组交换。 进行分组交换的通信网称为分组交换网。从交换技术的发 展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。分组交换实质上是在”存储一转 发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据一分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的 数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端 ，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分
组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小 ， 交互性好。 分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后一种新型交 换网络，它主要用于数据通信。分组交换是一种存储转发的交 换方式，它将用户的报文划分成一定长度的分组，以分组为存 储转发，因此，它比电路交换的利用率高，比报文交换的时延要小，而具有实时通信的能力。分组交换利用统计时分复用原理,将一条数据链路复用成多个逻辑信道，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，称之为虚电路(V.C)实现数据的分 组传送。 分组交换网具有如下特点：(1)分组交换具有多逻辑信道的 能力，故中继线的电路利用率高；(2)可实现分组交换网上的不 同码型、速率和规程之间的终端互通；(3)由于分组交换具有差 错检测和纠正的能力，故电路传送的误码率极小；(4)分组交换的网络管理功能强。 分组交换的基本业务有交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)两种。交换虚电路如同电话电路一样，即两个数据终端要 通信时先用呼叫程序建立电路(即虚电路),然后发送数据，通信 结束后用拆线程序拆除虚电路。永久虚电路如同专线一样，在分组网内两个终端之间在申请合同期间提供永久逻辑连接，无
分组交换网络的特点 和传统的电信网不同，这种新型的网络不是为了打电话，而是用于计算机之间的数据传送。 2. 新型的网络能够连接不同类型的计算机，而不局限于单一类型的计算机。 3. 所有的网络结点都同等重要。因为网络必须经受的住敌人的核打击，所以在网络中不能有某些特别重要的结点，否则敌人将首先瞄准和摧毁这些重要的结点。 4. 计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。当网络中的某一结点或链路被破坏时，冗余的路由能够使正在进行的通信自动找到合适的路由，使通信维持畅通。 5. 网络的结构应当尽可能的简单，但能够非常可靠的传送数据。 分组交换的优点 向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式以及不同通信控制协议的数据终端间能够互相通信的灵活的通信环境。 2. 在网络负荷较轻的情况下，信息传输时延小，而且变化范围不大，能够较好的满足会话型通信实时性要求。 3. 实现线路的动态时分复用，通信线路的利用率高，在一条物理线路上可以同时提供多条信息通路。 4. 可靠性高。 5. 经济性好。 6. 能与公用电话网、用户电报网和低速数据网及其其他专用网相连。 缺点 由网络附加的传输信息多，对长报文通信的传输效率比较低。当把一份报文划分为许多分组在交换网内传输时，为了保证这些分组能够按照正确的路径安全准确地达到终点，就要给每个数据分组加上控制信息（分组头）。除此之外，还要设计许多不包含数据信息的控制分组，用以实现数据通路的建立、保持和拆除，并进行差错控制和流量控制等。 2.技术实现复杂。分组交换机要对各种类型的“分组”进行分析处理，为“分组”在网中的传输提供路由，并且在必要时自动进行路由调整；交换机还要为用户提供速率、代码和规程的变换，为网络的管理和维护提供必要的报告信息等。 在计算机网络的定义中，一个计算机网络包含多台具有______功能的计算机；把众多计算机有机连接起来要遵循规定的约定和规则，即_______；计算机网络的最基本特征是_________。自主_\通信协议\__资源共享 在ISO/OSI参考模型中，网络层的主要功能是_____。 A、提供可靠的端—端服务，透明地传送报文 B、路由选择、拥塞控制与网络互连 C、在通信实体之间传送以帧为单位的数据 D、数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复
分组交换网 分组交换的概念 分组交换也称为包交换。分组交换机将用户要传送的数据按一定长度分割成若干个数据段，这些数据段叫做“分组”（或称包）。传输过程中，需在每个分组前加上控制信息和地址标识（即分组头），然后在网络中以“存储一转发”的方式进行传送。到了目的地，交换机将分组头去掉，将分割的数据段按顺序装好，还原成发端的文件交给收端用户，这一过程称为分组交换。进行分组交换的通信网称为分组交换网。这一过程类似于我们平常的邮寄信件，如图1所示。 人们把写好的信用信封包装起来，然后在信封上写上接收人的地址和姓名，就相当于分组头中的路由控制信息；信封好后投入邮筒，由邮局进行分拣，发往不同的地点，最后送到接收人的手中；接收人打开信件阅读，如同分组中的拆包。这整个过程如同分组交换过程，只不过分组交换为了把信息准确地、可靠地、高速地传到对方，技术上要复杂得多。 图1 分组交换过程示意 分组交换的特点 信息传输质量高 分组交换方式具有很强的差错控制功能，它不仅在节点交换机之间传输分组时采取差错校验与重发功能，而且对于某些具有装拆分组功能的终端，在用户线上也同样可以进行差错控制，因而使分组在网内传送中出错率大大降低。在传输电路的误码率在1x10-5的情况下，分组网内全程的误码率在1x10-10以下，由此可见分组交换可使传输质量大大提高。 网络可靠性高 在分组交换网中，“分组”在网络中传送时的路由选择是采取动态路由算法，即每个分组可以自由选择传送途径，由交换机计算出一个最佳路径。由于分组交换机至少与另外两个交换机相连接，因此，当网内某一交换机或中继线发生故障时，分组能自动避开故障地点，选择另一条迂回路由传输，不会造成通信中断。 方便于不同类型终端间的相互通信 分组交换网对传送的数据能够进行存储转发，使不同速率的终端可以互相通信。由于分组网以Ｘ.25协议向用户提供标准接口，因此凡是不符合此协议的设备进网，网络都提供协议转换功能，使不同码型、不同协议的终端能互相通信。 信息传输时延小
第五章广域网 5-01试从多个方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点。 答：虚电路服务和数据报服务的区别可由下表归纳： 从占用通信子网资源方面看：虚电路服务将占用结点交换机的存储空间，而数据报服务对每个其完整的目标地址独立选径，如果传送大量短的分组，数据头部分远大于数据部分，则会浪费带宽。 从时间开销方面看：虚电路服务有创建连接的时间开销，对传送小量的短分组，显得很浪费；而数据报服务决定分组的去向过程很复杂，对每个分组都有分析时间的开销。 从拥塞避免方面看：虚电路服务因连接起来的资源可以预留下来，一旦分组到达，所需的带宽和结点交换机的容量便已具有，因此有一些避免拥塞的优势。而数据报服务则很困难。 从健壮性方面看：通信线路的故障对虚电路服务是致命的因素，但对数据报服务则容易通过调整路由得到补偿。因此虚电路服务更脆弱。 5-03设有一分组交换网。若使用虚电路，则每一分组必须有3字节的分组首部， 而每个网络结点必须为虚电路保留8字节的存储空间来识别虚电路。但若使用数据报，则每个分组需有15字节的分组首部，而结点就不需要保留转发表的存储空间。设每段链路每传1MB需0.01元。购买结点存储器的代价为每字节0.01元，而存储器的寿命为2年工作时间（每周工作40小时）。假定一条虚电路的每次平均时间为1000s，而在此时间内发送200分组，每个分组平均要经过4段链路。试问采用哪种方案（虚电路或数据报）更为经济？相差多少？ 答：每个分组经过4段链路意味链路上包括5个分组交换机。 虚电路实现方案：需在1000秒内固定分配5×8=40bytes存储空间， 存储器使用的时间是2年，即2×52×40×3600=1.5×107sec 每字节每秒的费用=0.01/（1.5×107）=6.7×10-10元 总费用，即1000秒40字节的费用=1000×40×6.7×10-10=2.7×10-5元 数据报实现方案：比上述虚电路实现方案需多传(15-3)×4×200=9600bytes， 每字节每链路的费用=0.01/106=10-8元 总费用，即9600字节每链路的费用=9600×10-8=9.6×10-5元 9.6-2.7=6.9毫分 可见，本题中采用虚电路实现方案更为经济，在1000秒的时间内便宜6.9毫分。
第1章交换概论 1.2 通信网中用户线上传输的是什么信号？中继(E1)线上是什么信号？数据传输速率？答：模拟信号。数字信号。 2.048Mbps. 1.3 说明目前常用的交换方式有哪几种？各有什么特点及应用场合？ 答：电路交换,多速率电路交换.快速电路交换,分组交换, 帧交换, 帧中继、ATM交换, IP交换, 多协议标记交换(MPLS), 光交换, 软交换.。 电路交换： ①信息传送的最小单位是时隙②同步时分复用(固定分配带宽) ③面向物理连接的工作方式④信息具有透明性⑤信息传送无差错控制⑥基于呼叫损失制的流量控制 多速率电路交换： 本质上还是电路交换，具有电路交换的主要特点。不同的是： 电路交换方式只提供64kbps的单一速率，多速率电路交换方式可以为用户提供多种速率。即多速率电路交换，有一个固定的基本信道速率，如64kbps、2Mbps等，几个这样的基本信道捆绑起来构成一个速率更高的信道，实现多速率交换。这个更高的速率一定是基本信道速率的整数倍。窄带综合业务数字网(N-ISDN)中，可视电话业务采用的就是多速率电路交换方式。 快速电路交换： 动态分配带宽和网络资源，用户不传输数据时，不建立传输通道和物理连接，当有信息传送时才快速建立通道。适应突发业务。 分组交换： 1.报文交换的特征是交换机要对用户的信息进行存储和处理，即信息是不透明传输。数据
通信——非话业务。 2分组交换： ①信息传送的最小单位是分组。②面向逻辑连接和无连接两种工作方式③统计时分复用(按需分配带宽) 基本原理是把时间划分为不等长的时间片，长短不同的时间片就是传送不同长度分组所需要的时间，每路通信按需分配时间片，当通信需要传送的分组多时，所占用时间片的个数就多，反之，所占用时间片的个数就少，不传输信息时不分配带宽。由此可见，统计时分复用是按需分配带宽(动态分配带宽)的。④标志化信道：在统计时分复用中，靠分组头中的标志来区分不同的通信分组。具有相同标志的分组属于同一个通信，也就构成了一个子信道，识别这个子信道的标志也叫做信道标志，该子信道被称为标志化信道。而同步时分复用靠时间位置来识别每路通信的分组，被称为位置化信道。⑤信息传送有差错控制，分组交换是专门为数据通信网设计的交换方式，为保证数据信息的可靠性，在分组交换中设有CRC校验、重发等差错控制机制。⑥信息传送不具有透明性。分组交换对所传送的数据信息要进行处理。⑦基于呼叫延迟制的流量控制。在分组交换中，当数据流量较大时，分组排队等待处理，其流量控制基于呼叫延迟分组交换的技术不适合对实时性要求较高的话音业务，而适合突发和对差错敏感的数据业务。 帧交换： 帧交换方式简化了协议，其协议栈只有物理层和数据链路层。 帧交换与分组交换、帧中继的技术特点
分组交换技术简介及未来应用 通信工程 2011117145 王彦卓 一、分组交换技术的诞生背景 随着计算机技术的发展，人们生活中遍布网络，如通信网络，英特网等，这也促使了交换技术的空前发展。从电话交换一直到当今数据交换、综合业务数字交换，交换技术经历了人工交换到自动交换的过程。 由于电路交换技术不利于实现不同类型的数据终端设备之间的相互通信，报文交换技术下的信息传输时延又太长，不满足数据通信的实时性要求，分组交换技术应运而生。 二、分组交换技术的原理 分组交换采用了报文交换的“存储-转发”方式，但是不像报文交换那样以报文单位交换，而是将报文截成许多比较短的，被规格化的“分组”进行交换和传输。可以说食堂一个窗口排一列很多人打饭类比为报文交换，那么分组交换就是把队伍分成两个或者几个人一组，可以自由选择窗口打饭，当然，任务是所有人都打好饭。由于分组长度短，又具有统一的格式，便于在交换机中进行存储和处理，“分组”进入交换机中只停留很短的时间，进行排队处理，一旦确定了新的路由，就很快的发送给下一个交换机或用户终端。由此可见，分组穿过网络的时间很短，这样，分组交换技术就能够满足绝大多数用户对信息传输的实时性要求。待分组到达目的地后，交换机将分组头
去掉，将分割的数据段按顺序装好，还原成发端的文件交给收端用户。 三、分组交换技术的工作模式 分组交换可以分成两种工作模式：数据报和虚电路。 数据报方式类似报文传输方式，将每个分组作为报文来对待，每个数据分组中都包含终点的地址信息，分组交换机为每一个数据分组独立寻址，相当于一队人前往目的地，每个人都拿着到目的地的地图，但每个人的路线都不一样。 虚电路的方式就比较个性了。它是交换机之间建立的一种逻辑链接，主叫机与被叫机任何一方在任何时候都可以用这种连接和接收数据，但是虚电路是不独占线路和交换机资源的。 一条实际物理电路可以有很多虚电路。 四、分组交换技术的优缺点 分组交换的主要优点有： （1）向用户提供了不同速率，不同代码，不同的同步方式，不同的通信控制协议的数据终端之间能够互相通信的灵活 的通信环境。 （2）网络负载轻的时候，信息传输时延小且变化范围小，能满足计算机交互业务的要求。 （3）通信线路利用率高，一条物理线路可以同时提供多条信息通路，实现了线路动态的统计复用。 （4）可靠性高，在分组交换网中，“分组”在网络中传送时的路
分组交换网络 姓名：学号：专业班级： 简介： 分组交换数据网络(PSDN)技术起源于20世纪60年代末，技术成熟，规程完备，在世界各国得到广泛应用。我国公用分组交换数据网骨干网于1993年9月正式开通业务，它是原邮电部建立的第一个公用数据通信网络。骨干网建网初期端口容量有5800个，网络覆盖31个省会和直辖市。随后，各省相继建立了省内的分组交换数据通信网。该网业务发展速度迅猛，到1998年9月，用户已超过10万。从网络开通业务至今，分组交换网络端口从5800个发展到近30万个，网络覆盖面从31个城市扩大到通达全国2278个县级以上的城市,与23个国家和地区的分组数据网相连，网络规模和技术水平已进入世界先进行列。ChinaPAC的开通，大大方便了金融、政府、跨国企业等客户计算机联网，实现了国内数据通信与国际的接轨，提高国内企业的综合竞争力，满足了改革开放对数据通信的需求。 分组交换： 分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后一种新型交换网络，它主要用于数据通信。分组交换是一种存储转发的交换方式，它将用户的报文划分成一定长度的分组，以分组为存储转发，因此，它比电路交换的利用率高，比报文交换的时延要小，而具有实时通信的能力。分组交换利用统计时分复用原理，将一条数据链路复用成多个逻辑信道，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，称之为虚电路(V.C)实现数据的分组传送。分组交换数据网是由分组交换机、网路管理中心、远程集中器、分组装拆设备以及传输设备等组成。(1)分组交换机实现数据终端与交换机之间的接口协议(X·25)，交换机之间的信令协议(如X·75或内部协议)，并以分组方式的存储转发、提供分组网服务的支持，与网路管理中心协同完成路由选择、监测、计费、控制等。根据分组交换机在网络中的地位，分为转接交换机和本地交换机两种；(2)网路管理中心(NMC)与分组交换机共同协作保证网路正常运行。其主要功能有网路管理、用户管理、测量管理、计费管理、运行及维护管理、路由管理、搜集网路统计信息以及必要的控制功能等等，是全网管理的核心；(3)分组装拆设备(PAD)的主要功能是把普通字符终端的非分组格式转换成分组格式，并把各终端的数据流组成分组，在集合信道上以分组交织复用，对方再将收到的分组格式作相反方向的转换。(4)远程集中器的功能类似于分组交换机，通常含有PAD的功能，它只与一个分组交换机相连，无路由功能，使用在用户比较集中的地区，一般装在电信部门。
1-03、试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点？ 答： （1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。 优点：①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。②通信 双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。③双方通信时按发送顺序传送数据， 不存在失序问题。④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。⑤电路交换的交 换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。 缺点：①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。②电路交换连接建立后，物理通 路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。③电路交换时， 数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。 （2）报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点： 优点：①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。③通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。 缺点：①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。②报文交换只适用于数字信号。③由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。 3）分组交换：分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点： 优点：①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