通信系统中交换机的交换方式及其应用技术

一．电路交换：“电路交换”（Circuit Switching）又称为“线路交换”，是一种面向连接的服务。

两台计算机通过通信子网进行数据电路交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接。

最普通的电路交换例子是电话系统。

电路交换是根据交换机结构原理实现数据交换的。

其主要任务是把要求通信的输入端与被呼叫的输出端接通，即由交换机负责在两者之间建立起一条物理通路。

在完成接续任务之后，双方通信的内容和格式等均不受交换机的制约。

电路交换方式的主要特点就是要求在通信的双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。

1．电路交换的分类电路交换又分为时分交换（Time Division Switching，TDS）和空分交换（Space Division Switching，SDS）两种方式。

时分交换是把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不同的子信道，通过时隙交换网络完成话音的时隙搬移，从而实现入线和出线间话音交换的一种交换方式。

时分交换的关键在于时隙位置的交换，而此交换是由主叫拨号所控制的。

为了实现时隙交换，必须设置话音存储器。

在抽样周期内有n个时隙分别存入n个存储器单元中，输入按时隙顺序存入。

若输出端是按特定的次序读出的，这就可以改变时隙的次序，实现时隙交换。

空分交换是指在交换过程中的入线通过在空间的位置来选择出线，并建立接续。

通信结束后，随即拆除。

比如，人工交换机上塞绳的一端连着入线塞孔，由话务员按主叫要求把塞绳的另一端连接被叫的出线塞孔，这就是最形象的空分交换方式。

此外，机电式（电磁机械或继电器式）、步进制、纵横制、半电子、程控模拟用户交换机及宽带交换机都可以利用空分交换原理实现交换的要求。

2．电路交换的三个阶段整个电路交换的过程包括建立线路、占用线路并进行数据传输和释放线路三个阶段。

下面分别予以介绍。

（1）电路建立如同打电话先要通过拨号在通话双方间建立起一条通路一样，数据通信的电路交换方式在传输数据之前也要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。

交换机连接方法
交换机连接有几种常见的方法，包括：
1. 直连连接：将计算机或其他网络设备直接插入到交换机的端口上。

这种连接方式适用于小型网络或需要快速连接的临时设备。

2. 串行连接：通过串行线缆将交换机与路由器或其他网络设备连接起来。

这种连接方式适用于需要连接多个设备的大型网络，可以提供更高的带宽和更稳定的连接。

3. 光纤连接：使用光纤电缆将交换机与其他网络设备连接起来。

这种连接方式适用于需要长距离传输数据或需要更高的网络速度的场景。

4. 无线连接：在无线交换机上设置无线网络，并通过无线信号连接其他设备。

这种连接方式适用于需要无线连接或移动设备的场景，如办公室、学校和公共场所等。

5. 虚拟连接：通过虚拟化技术，将多个物理交换机连接起来，形成一个虚拟交换机。

这种连接方式可以提高网络的可用性和可靠性，适用于大型企业或数据中心等场景。

以上是交换机的几种常见连接方法，根据不同的网络需求和设备类型，选择合适的连接方式可以使网络更加稳定和高效。

通信交换的概念
通信交换是指在通信系统中，通过交换设备实现通信链路上不同用户之间的通信连接的过程。

通信交换可以实现数据的传送、信号的转发以及各种通信资源的管理和分配。

通信交换的主要概念包括以下几个方面：
1. 交换设备：通信交换中的核心设备，负责实现不同用户之间的通信连接和信号转发的功能。

常见的交换设备有交换机、路由器等。

2. 交换矩阵：交换设备中用于实现用户之间连接的矩阵结构。

交换矩阵通过交换机矩阵的配置和控制，可以实现不同用户之间的通信连接。

3. 交换方式：通信交换中用于实现用户通信连接的方式。

常见的交换方式有电路交换、分组交换和报文交换等。

4. 交换控制：通信交换中用于控制交换设备和交换矩阵工作的方法和技术。

交换控制可以包括交换矩阵的配置和控制、呼叫建立和释放、信令的传输和处理等功能。

通信交换在现代通信系统中起着至关重要的作用，它能够实现多个用户之间的高效通信连接，提高通信系统的灵活性和可靠性。

同时，通信交换还可以实现通信资源的共享和管理，提高通信系统的利用率。

分组交换技术及其应用随着微电子技术、计算机技术的飞速发展，交换技术得到了空前的发展。

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。

人们对可视电话、可视图文、图象通信和多媒体等宽带业务的需求，也将大大地推动异步传输技术（A TM）和同步数字系列技术（SDH）及宽带用户接入网技术的不断进步和广泛应用。

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，通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。

分组交换也称包交换，它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。

进行分组交换的通信网称为分组交换网。

分组交换技术介绍分组交换与其他交换的比较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。

电路交换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。

在整个通信过程中双方一直占用该电路。

它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。

但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。

电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。

报文交换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，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。

报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。

但它的缺点也是显而易见的。

以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。

各种交换技术的原理及应用1. 电路交换•原理：电路交换是一种建立和保持通信路径的方法，当通信发起者与接收者建立连接时，通信路径将被保持直到通信结束。

•应用：电路交换主要用于传输实时语音和视频数据，如传统电话网络和视频会议系统。

2. 报文交换•原理：报文交换是一种将分组数据从源节点传输到目标节点的方法，数据被分割成固定大小的报文，每个报文包含发送和接收的地址信息。

•应用：报文交换是互联网传输数据的基础，广泛应用于电子邮件、网页访问和文件传输等。

3. 分组交换•原理：分组交换是将数据分割成小的数据块，每个数据块称为一个分组，每个分组独立发送，并通过网络根据目标地址进行路由选择。

•应用：分组交换主要用于数据通信网络，如局域网和广域网，常见的应用包括互联网传输和即时通讯。

4. 纵横交换•原理：纵横交换是一种将交换机按照不同的功能进行分层连接，每层负责不同的任务，通过纵向和横向的交换机连接实现数据的传输。

•应用：纵横交换通常用于大型局域网中，可以提高网络吞吐量和降低延迟。

5. ATM交换•原理：异步传输模式（ATM）交换是一种将数据划分成固定长度的小单元（细胞）并以异步方式传输的交换技术，每个细胞包含一个头部和有效载荷。

•应用：ATM交换主要用于高速宽带网络，如视频传输、数字电视和在线游戏等。

6. 数据包交换•原理：数据包交换是一种将数据分割成称为数据包的小块并进行传输的交换技术，每个数据包包含源和目标地址以及有效载荷。

•应用：数据包交换广泛应用于计算机网络和互联网，包括传输文件、发送电子邮件和浏览网页等。

7. 多路复用交换•原理：多路复用交换是一种将多个通信信道复用到一个物理链路上的技术，通过分时或分频将不同的信号传输到目标节点。

•应用：多路复用交换常用于电话网络和移动通信网络，可以提高链路利用率和通信质量。

8. 统计交换•原理：统计交换是一种根据网络流量和路由状态进行动态调整的交换技术，根据实时数据流量和路由选择进行分组交换。

通信交换原理一、引言通信交换原理是指在通信系统中，为了实现不同用户之间的通信，采用的一种将信息进行转换、传输和接收的基本原理。

通信交换原理的研究和应用，对于现代社会的信息传输和互联互通起着至关重要的作用。

本文将从通信交换原理的基本概念、分类和应用等方面进行阐述。

二、基本概念1. 信号传输：通信交换原理的基础是信号传输，即将信息转换成一定形式的信号进行传输。

信号可以是模拟信号或数字信号，模拟信号是连续变化的电压或电流信号，数字信号是离散的二进制信号。

2. 交换方式：通信交换原理根据信号的传输方式可以分为电路交换、报文交换和分组交换。

电路交换是在通信过程中，建立一条专用的物理连接进行信息传输；报文交换是将信息分割成若干报文进行传输；分组交换是将信息分割成较小的数据包进行传输。

3. 交换中心：交换中心是通信交换原理的关键设备，负责接收、处理和转发信号。

交换中心根据交换方式的不同，可以分为电路交换机、报文交换机和分组交换机。

三、分类1. 电路交换电路交换是最早的交换方式，它通过建立一条专用的物理连接，实现两个用户之间的通信。

在通信过程中，两个用户之间的通信线路会被独占，直到通信结束后才释放。

电路交换具有实时性好、传输质量稳定的特点，适用于对通信质量要求比较高的应用场景，如电话通信。

2. 报文交换报文交换是将信息分割成若干报文进行传输的交换方式。

在通信过程中，报文会在交换网络中不断传输和转发，直到到达目标用户。

报文交换具有传输效率高、灵活性强的特点，适用于批量数据传输和非实时通信。

3. 分组交换分组交换是将信息分割成较小的数据包进行传输的交换方式。

在通信过程中，数据包会在交换网络中独立传输和转发，到达目标用户后再进行重组。

分组交换具有传输效率高、资源利用率高的特点，适用于互联网等大规模通信网络。

四、应用1. 电话通信电话通信是最早的应用之一，通过电路交换方式实现用户之间的语音通信。

当用户拨号时，交换中心会建立一条专用的物理连接，直到通话结束后才释放。

网络中三种交换方式的比较网络中三种交换方式的比较引导语：网络交换是指通过一定的设备，如交换机等，将不同的信号或者信号形式转换为对方可识别的信号类型从而达到通信目的的一种交换形式，常见的有:数据交换，线路交换，报文交换，分组交换。

以下是店铺整理的网络中三种交换方式的比较，欢迎参考阅读!网络中三种交换方式的比较篇1（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。

浅谈交换技术在传输通信中的应用作者：王珏来源：《城市建设理论研究》2013年第19期摘要：随着通信技术的迅速发展，数字数据网（DDN），分组交换技术，帧中继（FR）和异步转移模式（ATM），IP交换，多协议标记交换（MPLS）；光交换技术等多种数据通信技术应运而生。

本文主要介绍目前网络中常用的各种交换技术和数据通信中使用的关键技术原理；以及最新的软交换及 NGN技术等问题。

关键词：数据通信交换方式交换技术中图分类号：S972.7+6 文献标识码：A 文章编号：随着通信技术和计算机技术的不断发展，人们对于网络业务的要求越来越多，这些网络业务要求需要有相应的传输交换技术与之相适应，因此电路交换技术不能满足各种新业务的要求，基于这种状况，各种交换技术应运而生，这些交换技术可以满足不同的业务要求，光交换技术是各种交换技术中较为突出的一项新型交换技术。

本文从数字数据网（DDN），分组交换技术，帧中继（FR）和异步转移模式，IP交换，多协议标记交换（MPLS）、光交换的技术特点以及光交换方式等多种数据交换技术，对交换方式和具体的数据交换技术进行分析。

数据通信是以“数据”为业务的通信系统，数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。

随着计算机技术与计算机远程信息处理应用的发展，数据通信应运而生，它实现了计算机与计算机之间、计算机与终端之间的传递。

由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。

一、数据通信的交换方式1.电路交换。

电路交换，该方式是指能为任意一个入网用户提供一条临时的专用物理信道，这条物理信道是由通路中各节点内部在空间或时间上完成信道接续而构成的。

在通信中自始至终使用该链路进行信息传输，不许其他计算机或终端同时共享该电路，通信结束才释放该信道。

2.报文交换。

报文交换，也称为信息交换方式，在这种交换方式中，收、发用户之间不存在直接的物理信道。

它是将用户的报文存储在交换机的存储器中（内存或外存），当所需输出电路空闲时，再将该报文发往需要接收的交换机或终端。

交换机的工作原理1、的交换机拥有许多,每个端口有自己的专用,并且可以连接不同的;交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的,这就大大提高了信息吞吐量;为了进一步提高性能,每个端口还可以只连接一个设备;为了实现交换机之间的互连或与高档的连接,一般拥有一个或几个高速端口,如100MB以太网端口、FDDI端口或155MB ATM端口,从而保证整个网络的;2、的通过共享局域网的用户不仅是共享带宽,而且是竞争带宽;可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少,甚至被迫等待,因而也就耽误了通信和;利用交换机的网络微分段技术,可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段,减少竞争带宽的用户数量,增加每个用户的可用带宽,从而缓解共享网络的拥挤状况;由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽,能保护用户以前在方面的投资,并提供良好的,因此交换机不但是的理想替代物,而且是集线器的理想替代物;与网桥和集线器相比,交换机从下面几方面改进了性能：1通过支持并行通信,提高了交换机的信息吞吐量;2将传统的一个大局域网上的用户分成若干,每个端口连接一台设备或连接一个工作组,有效地解决拥挤现像;这种方法人们称之为网络微分段Micro一segmentation技术;3虚拟网VirtuaI LAN技术的出现,给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性;我们将在后面专门介绍虚拟网;4端口密度可以与集线器相媲美,一般的都是有一个或几个服务器,而绝大部分都是普通的;客户机都需要访问服务器,这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能的;交换机就主要从提高连接服务器的端口的以及相应的帧缓冲区的,来提高整个网络的性能,从而满足用户的要求;一些高档的交换机还采用进一步提高端口的带宽;以前的都是采用半双工的工作方式,即当一台发送的时候, 它就不能接收数据包,当接收数据包的时候,就不能发送数据包;由于采用全双工技术,即主机在发送数据包的同时,还可以接收数据包,普通的10M端口就可以变成20M端口,普通的100M 端口就可以变成200M 端口,这样就进一步提高了信息吞吐量;3、交换机的工作原理的交换机上是具有流量控制能力的网桥,即传统的二层交换机;把引入交换机,可以完成,故称为,这是交换机的新进展;交换机二层交换的工作原理交换机和网桥一样,是工作在的联网设备,它的各个端口都具有,每个端口可以连接一个LAN 或一台或服务器,能够通过自学习来了解每个端口的设备连接情况;所有端口由专用处理器进行控制,并经过控制管理总线转发信息;同时可以用专门的进行集中管理; 除此之外,交换机为了提高数据交换的速度和,一般支持多种方式;1存储转发：所有网桥都使用这种方法;它们在将发柱之前,要把收到的帧完全存储在的中,对其检验后再发往其他端口,这样其延时等于接收一个完整的数据帧的时间及处理时间的总和;如果很长时,会导致严重的性能问题,但这种方法可以过滤掉错误的数据帧;2切入法：这种方法只检验数据帧的地址,这使得数据帧几乎马上就可以传出去,从而大大降低延时;其缺点是：错误帧也会被传出去;错误帧的概率较小的情况下,可以采用切入法以提高;而错误帧的概率较大的情况下,可以采用存储转发法／以减少错误帧的重传;4、交换机的配置我们下面以Cisco公司的Catlystl900交换机为例,介绍交换机的一般配置;对一台新的Catlystl900交换机,使用它的缺省配置就可以工作了;这因为它是一种将装在FlashMemory中的硬件设备,当加电时,它首先要进行一系列自检,对所有端口进行测试之后,交换机就处于;这时它的交换表是空的,它可以通过自学习来了解各个端口的设备连接情况,并将设备的 MAC地址记录在交换表中,当有信息交换时,交换机就根据交换表来进行数据转发;但为了便于对它进行网络管理,Catlystl900交换机自己有一个MAC地址,这样就可以为它分配一个和屏蔽码;须通过交换机的串口接一台或仿真终端,才能为它指定一个IP地址,其缺省值是0．0．0．0;指定IP地址以后,网络管理员就可以通过网络进行了;Catlystl900交换机的配置是菜单,缺省配置下,它的所有端口都属于同一个VLAN,很多情况下都不需要作什么修改;1将微机串口通过RS一232与Cata1yst1900的Console口连接,运行仿真终端软件,Catalyst 1900 启动后;2回车后,进入主菜单;3按“S”键,进入系统配置菜单：配置系统名,位置,日期;4在主菜单中按“N”键进入网络管理菜单;5配置IP地置;6配置SNMP参数;5、交换机的交换机是设备,它可将多个LAN网段连接到一个大型网络上,与网络类似交换机传输和溢出也是基于MAC地址的传输;由于交换机是用实现的,因此,传输速度很快;传输数据包时,交换机要么使用存储---转发交换,要么使用断---通交换方式;目前有许多的交换机,其中包括,LAN交换机和不同类型的WAN交换机;ATM交换机ATMAsynchronous Transfer Mode交换机为工作组,中枢以及其它众多领域提供了高速交换信息和可伸缩带宽的能力;ATM交换机支持,视频和数据应用,并可用来交换固定的信息单位有时也称元素;企业网络是通过ATM中枢连接多个LAN组成的;局域网交换机LAN交换机用于多LAN网段的相互连接,它在网络设备之间进行专用的无冲突的通信,同时支持多个的对话;LAN交换机主要是用于高速交换数据帧;通过LAN交换机将一个0Mbps以太网与一个100Mbps 以太网互联;交换机原理Ethernet是的意思,历史上使用的是十兆标准,现代基本上是百兆到桌面,千兆做干线;对数据业务量大的多采用千兆到桌面,万兆做干线;交换机和对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域;的一个接口下的网络是一个广播域;所以路由器可以隔离广播域;原理应用交换机是根据网桥的原理发展起来的,学习交换机先认识两个概念:冲突域是数据必然发送到的区域;HUB是无智能的信号,有入必出,整个由HUB组成的网络是一个冲突域;交换机的一个接口下的网络是一个冲突域,所以交换机可以隔离冲突域;广播域广播数据时可以发送到的区域是一个;交换机和对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域;的一个接口下的网络是一个广播域;所以路由器可以隔离广播域;以太网识别标准常见的标准有:10BASE-2 细缆以太网10BASE-5 粗缆以太网10BASE-T星型以太网100BASE-T 快速以太网接线标准星型以太网采用双绞线连接,双绞线是8芯,分四组,两芯一组绞在一起,故称双绞线;8芯双绞线只用其中4芯:1、2、3、6;常见接线方式有两种:568B接线规范: 白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕1 2 3 4 5 6 7 8568A接线规范: 白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕3 6 145 2 7 8将568B的1和3对调,2和6对调,就得到568A;接线方法两边采用相同的接线方式叫做平接,两边采用不同的接线方式叫扭接;不同的设备之间连接,使用平接线;相同的设备连接使用扭接线;电脑、与、交换机连接时使用平接线;这是因为网线中的4条线,一对是输入,一对是输出,输入应该与输出对应;如果将1和3连接,2和6连接,相当于自己的输出送给自己的输入;这样可以使网卡,阻止空接口关闭,而影响有些程序的运行;工作原理地址表表记录了端口下包含的MAC地址;端口地址表是交换机上电后自动建立的,保存在RAM中,并且自动维护;交换机隔离的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的;转发决策交换机的转发决策有三种操作:丢弃、转发和扩散;丢弃:当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃;转发:当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发;扩散:当某端口下的访问未知端口下的主机时要扩散;每个操作都要记录下发包端的MAC地址,以备其它主机的访问;生存期生存期是端口地址列表中表项的寿命;每个表项在建立后开始进行倒记时,每次发送数据都要刷新记时;对于长期不发送数据的主机,其MAC地址的表项在生存期结束时删除;所以端口地址表记录的总是最活跃的主机的MAC地址;4应该说交换机有很多值得学习的地方,这里我们主要介绍交换机结构及组网方式,21世纪10年代以来网络应用越来越广泛,交换机作为网络中的纽带发挥了越来越大的作用;简单的说,交换机就是将它与用户计算机相连就行了,完成各个计算机之间的数据交换;复杂来说,交换机针对在整个网络中的位置而言,一些高层交换机如、网管型的产品,在交换机结构方面就没这么简单了;三层交换机通常,普通的交换机只工作在上,则工作在网络层;而功能强大的可同时工作在数据链路层和网络层,并根据 MAC地址或IP地址转发;但是要注意到三层交换机并不能完全取代路由器,因为它主要是为了实现处于两个不同的Vlan进行通讯,而不是用来作数据传输的复杂路径选择;网管功能一台交换机所支持的管理程度反映了该设备的可管理性与可操作性;带网管功能的交换机可对每个端口的流量进行监测,设置每个端口的速率,关闭/打开端口连接;通过对交换机端口进行监测,便于对网络业务流量的区分和迅速进行定义,提高了网络的可管理性;端口聚合这是一种封装技术,它是一条点到点的链路,链路的两端可以都是交换机,也可以是交换机和,还可以是和交换机或路由器;基于Trunk功能,允许交换机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同时传输以提供更高带宽、更大吞吐量, 大幅度提供整个网络能力;结构级联方式这是最常用的一种组网方式,它通过交换机上的UpLink进行连接;需要注意的是交换机不能无限制级联,超过一定数量的交换机进行级联,最终会引起,导致网络性能严重下降;聚合方式前面我们已接触到的特点,此种方式相当于用多个端口同时进行级联,它提供了更高的互联带宽和线路冗余,使网络具有一定的可靠性;堆叠方式交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式,同时堆叠后的带宽是单一交换机的几十倍;但是,并不是所有的交换机都支持堆叠的,这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠;并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块;最后还要注意同一叠堆中的交换机必须是同一品牌;分层方式这种方式一般应用于比较复杂的交换机结构中,按照功能可划分为:、、核心层;后记作为网络的重要连接设备,交换机在实际使用中相当频繁;对于一般家庭用户而言,比较复杂的应用就是交换机的级联结构了;而三层路由、堆叠等高级应用一般在企业中应用较多;协议术语1网桥协议:BPDUBridge Protocol Data UnitBPDU是交换机间通讯的数据单元,用于确定角色;2网桥号:Bridge ID交换机的标识号,它由优先级和MAC地址组成,优先级16位,MAC地址48位;3根网桥:Root bridge根网桥定义为网桥号最小的交换机,根网桥所有的端口都不会阻塞;4根端口:Root port非根网桥到根网桥累计路径花费最小的端口,负责本网桥与根网桥通讯的接口;5指定网桥:Designated bridge网络中到根网桥累计路径花费最小交换机,负责收发本数据;6指定端口:Designated port网络中到根网桥累计路径花费最小的交换机端口,根网桥每个端口都是指定端口;7非指定端口:NonDesignated port余下的端口是非指定端口,它们不参与数据的转发,也就是被阻塞的端口;根端口是从非根网桥选出,指定端口是网段中选出;的状态:生成树协议工作时,所有端口都要经过一个端口状态的建立过程;生成树协议通过BPDU广播,确定各交换机及其端口的工作状态和角色,交换机上的端口状态分别为:关闭、阻塞、侦听、学习和转发状态;1关闭状态:Disabled 不收发任何报文,当接口或人为关闭时处于关闭状态;2阻塞状态:Blocking 在机器刚启动时,端口是阻塞状态20秒,但接收BPDU信息;3侦听状态:listening 不接收用户数据15秒,收发BPDU,确定网桥及接口角色;4学习状态:learning 不接收用户数据15秒,收发BPDU,进行地址学习;5转发状态:Forwarding 开始收发用户数据,继续收发BPDU和地址学习,维护STP;网络环路是总线或星型结构,不能构成环路,否则会产两个严重后果:1产生,造成网络堵塞;2克隆帧会在各个口出现,造成地址学习记录帧源地址混乱;解决环路问题方案:1网络在设计时,人为的避免产生环路;2使用生成树STPSpanning Tree Protocol功能,将有环的网络剪成无环网络;STP被IEEE802规范为802.1d标准;VLANVirtual Lan是虚拟,交换机通过VLAN设置,可以划分为多个逻辑网络,从而隔离;具有三层模块的交换机可以实现VLAN间的路由;1端口模式交换机端口有两种模式,access和;access口用于与计算机相连,而交换机之间的连接,应该是trunk;交换机端口默认VLAN是VLAN1,工作在access模式;Access口收发数据时,不含VLAN标识;具有相同VLAN号的端口在同一个广播域中;Trunk口收发数据时,包含VLAN标识;Trunk又称为干线,可以设置允许多个VLAN 通过;2VLAN中继协议:VLAN中继协议有两种:ISLInter-Switch Link: ISL是Cisco专用的VLAN中继协议;dot1q:802.1q是标准化的,应用较为普遍;3VTPVTPVlan Trunking Protocol是VLAN,在含有多个交换机的网络中,可以将中心交换机的VLAN信息发送到下级的交换机中;中心交换机设置为VTP Server,下级交换机设置为VTP Client;VTP Client要能学习到VTP Server的VLAN信息,要求在同一个VTP域,并要口令相同;4VLAN共享如果要求某个VLAN与其他VLAN访问,可以设置VLAN共享或主附VLAN;共享模式的VLAN端口,可以成为多个VLAN的成员或同时属于多个VLAN;在主附VLAN结构中,子VLAN与主VLAN可以相互访问,子VLAN间的端口不能互相访问;一般的VLAN间使用不同;主附VLAN中主VLAN和子VLAN使用同一个网络地址;口令恢复交换机的口令恢复的操作是先启动,在交换机上电时按住的mode键.几秒后松手,进入ROM状态,将nvram中的配置文件config.txt改名或删除,再重启;参考命令为:switch:rename flash:config.text flash:config.bakswitch:erase flash:config.text的口令恢复操作先启动超级终端,在路由器上电时按计算机的Ctrl+Break键,进入ROM监控状态rommon>,用配置寄存器命令confreg设置参数值0x2142,跳过配置文件设置口令后再还原为0x2102;参考命令为:rommon>confreg 0x2142routerconfigconfig-register 0x2102没有特权口令无法进入特权状态,只能进入ROM监控状态,使用confreg 0x2142命令;当口令修改完后,可以在特权模式下恢复为使用配置文件状态;三层概念链路层使用MAC地址,完成对帧的操作;交换机的IP地址做管理用,交换机的IP地址实际是VLAN的IP;一个VLAN一个,不同VLAN的主机间访问,相当于网络间的访问,要通过路由实现;不同VLAN间主机的访问有以下几种情况:1两个VLAN分别的两个物理接口;这是的基本应用;2两个VLAN通过接入路由器的一个物理接口,这是应用于的;3使用具有三层交换模块的交换机;Cisco的3550和华为的3526都是基本的;1通过VLAN的IP地址做,实现,要求设置VLAN的IP地址;2将端口设置在三层工作,要求端口设置no switchport,再设置端口的IP地址;通道技术交换机通道技术是将交换机的几个端口捆绑使用,即端口的聚合;使用通道技术一个方面提高了带宽,同时提高了线路的可靠性;但是如果设置不当,有可能产生环路,造成堵塞网络;要聚合的端口要划分到指定的VLAN或;配置三层通道时,先要进入通道,再用no switchport命令关闭二层,设置通道IP 地址;一个通道一般小于8个接口,接口参数应该一致,如工作模式、封装的协议、端口类型;协商方式端口的聚合有两种方式,一种是手动的方式,一个是自动协商的方式;手动的方式很简单,设置端口成员链路两端的模式为"on";命令格式为:channel-group <number> mode on自动方式有两种类型:PAgPPort Aggregation Protocol和LACPLink aggregation Control Protocol;PAgP:Cisco设备的协议,有auto和desirable两种模式;auto模式在协商中只收不发,desirable模式的端口收发协商的;LACP:标准的端口聚合协议802.3ad,有active和passive两种模式;active相当于PAgP的auto,而passive相当于PAgP的desirable;负载平衡通道端口间的负载平衡有两种方式,基于源MAC的转发和基于目的MAC的转发;scr-mac:源MAC地址相同的使用同一个;dst-mac:目的MAC地址相同的数据帧使用同一个端口转发;四层技术随着宽带的普及,各种网络应用的深入,我们的局域网络正在承担着繁重的业务流量;网络系统中的音频、视频、数据等信息的传输量充斥着占用带宽,我们不得不为这些数据流量提供差别化的服务,让时延敏感性的和重要的数据优先通过,这就不得不考虑,以满足基于策略调度、QoSQuality of Service:服务质量以及安全服务的需求;区别第二层交换实现局域网内主机间的快速信息交流,第可以说是交换技术与的完美结合,而第四层交换技术则可以为网络应用资源提供最优分配,实现应用服务服务质量、及安全控制;四层交换并不是要取代谁,其实2013年径渭分明的二层交换和三层交换已融入四层交换技术;,是根据第二层的MAC地址和来完成端到端的数据交换的;第二层交换机只须识别中的MAC地址,而直接根据MAC地址转发,非常便于采用ASIC专用芯片实现;第二层交换的解决方案,是一个"处处交换"的方案,虽然该方案也能划分、限制广播、建立VLAN,但它的控制能力较小、灵活性不够,也无法控制流量,缺乏路由功能;,是根据第三层的网络层IP地址来完成端到端的数据交换的,主要应用于不同VLAN子网间的路由;当某一信息源的第一个进行第路由后,交换机会产生一个MAC地址与IP地址的映射表,并将该表存储起来,如同一信息源的后续数据流再次进入交换机,交换机将根据第一次产生并保存的表,直接从第二层由源地址传输到目的地址,不再经过第三路由系统处理,提高了的转发效率,解决了VLAN间传输信息时传统产生的速率瓶颈;不仅可以完成端到端交换,还能根据端口的应用特点,确定或限制它的交换流量;简单地说,第四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的,是一类基于应用层的用户应用交换需求的新型;第四层交换机支持TCP/UDP第四层以下的所有协议,可根据TCP/UDP来区分数据包的应用类型,从而实现应用层的和服务质量保证;可以查看第三层数据包头源地址和目的地址的内容,可以通过基于观察到的信息采取相应的动作,实现带宽分配、故障诊断和对TCP/IP应用程序进行访问控制的关键功能;通过任务分配和优化网络,并提供详细的流量统计信息和记帐信息,从而在应用的层级上解决、网络安全和网络管理等问题,使网络具有智能和可管理;技术简介OSI网络参考模型的第四层是传输层;传输层负责,即在网络源和目标系统之间协调通信;在IP协议栈中这是TCP传输控制协议和UDP所在的协议层;TCP和UDP包含,它可以唯一区分每个包含哪些应用协议例如HTTP、FTP、telnet等等;TCP/UDP 端口号提供的附加信息可以为所利用,四层交换机利用这种信息来区分包中的数据,这是第四层交换的基础功能介绍1.数据包过滤:在传统上,采用第四层信息端口号去定义过滤规则;四层交换也借用了控制列表的概念,但和基于软件的路由器不一样,第四层交换是在ASIC专用高速芯片中实现的,从而使过滤控制可以线速进行;2.服务质量:TCP/UDP第四层信息还可以用于建立应用通信的优先级;允许用基于应用来区分优先级,设置,确保重要的流量如:VOIP、视频在得到最快的处理,使紧急应用获得网络的高级别服务;3.:第四层交换负载均衡的原理,就是按照IP地址和TCP端口进行虚拟连接的交换,直接将发送到目的计算机的相应端口中;具备第四层交换能力的交换机,能作为一个硬件,完成服务器的负载均衡;由于第四层交换基于硬件芯片,因此性能非常优秀,尤其是对于网络传输的速度,交换的速度远远超过普通的数据包转发;采用设备,所有的集群通过第四层交换机与外部Internet相连,外部客户防问服务器时通过第四层交换机动态分配服务器,实现动态,当其中一台服务器出现故障时,由交换机动态将所有流量分配到集群中的其他主机上,这类只适合在大型流量大的服务器;4.主机备用连接:主机备用连接为端口设备提供了冗余连接,从而在交换机发生故障时有效保护系统,这种服务允许定义主备交换机,同定义一样,它们有相同的配置参数;由于共享相同的MAC地址,备份交换机接收和主单元全部一样的数据;这使得备份交换机能够监视主交换机服务的通信内容;主交换机持续地通知备份交换机第四层的有关数据、MAC数据以及它的电源状况;主交换机失败时,备份交换机就会自动接管,不会中断对话或连接;5.统计与报告:通过查询第四层,第四层交换机能够提供更详细的统计记录;因为管理员可以收集到更详细的哪一个IP地址在进行通信的信息,甚至可根据通信中涉及到哪一个应用层服务来收集通信信息;当服务器支持多个服务时,这些统计对于考察服务器上每个应用的负载尤其有效;增加的统计服务对于使用交换机的服务器服务连接同样十分有用;包含详尽的实时报告和历史纪录报告,全面的报告功能为管理员提供了对带宽资源的充分掌握,从而使企业可以作出更合适的业务决策;在业界有一通用的名字叫做"应用交换机",比较有名的有如下几款:美国的F5公司的BIG-IP 2400系列链路应用交换机可实定制,流量优先级安排,基于政策的流量引导,来源、目的地和应用交换;Radware公司的Web Server Director应用交换机可保障服务器群的完全可用性、优化运行以及完备的安全性,从而保证网络和数据中心范围内的应用能获得高度可靠性和性能;美国Foundry公司 ServerIronGT-C2404F应用交换机可实现全局服务器,高性能VPN/防火墙负载均衡,透明缓存交换,,防DoS攻击保护服务器;总结随着网络信息系统由小型到中型到大型的发展趋势,交换技术也由原来最初的基于MAC地址的交换,发展到基于IP地址的交换,进一步发展到基于IP+端口的交换,本文对第四层交换技术作了一个比较全面的介绍,如今也有产品更提出了第七层交换基于内容的交换;可见,网络交换技术的不断发展使得原来由基于数据的交换变成了基于应用的交换,不仅提高了网络的访问速度,而且不断地优化了网络的整体性能;。

通信方式和交换方式有哪些数据通信方式.通信方向按数据传输的方向分，可以有下面三种不同的通信方式。

(1)单工通信.在单工信道上，信息只能在一个方向传送，发送方不能接收，接收方也不能发送.信道的全部带宽都用于由发送方到接收方的数据传送。

无线电广播和电视广播都是单工通信的例子。

(2)半双工通信.在半双工信道上，通信的双方可交替发送和接收信息，但不能同时发送和接收.在一段时间内，信道的全部带宽用于一个方向上传送信息，航空和航海无线电台以及无线对讲机等都是以这种方式通信的。

这种方式要求通信双方都有发送和接收能力，因而比单工通信设备昂贵，但比全双工设备便宜。

在要求不是很高的场合，多采用这种通信方式，虽然转换传送方向会带来额外的开销。

(3)全双工。

这是一种可同时进行双向信息传送的通信方式，例如现代的电话通信就是这样的。

这不但要求通信双方都有发送和接收设备，而且要求信道能提供双向传输的双倍带宽，所以全双工通信设备最昂贵。

2.同步方式在通信过程中，发送方和接收方必须在时间上保持同步，才能准确地传送信息.前面曾提到过信号编码的同步作用，这叫码元同步.另外，在传送由多个码元组成的字符以及由许多字符组成的数据块时，通信双方也要就信息的起止时间取得一致。

这种同步作用有两种不同的方式，因而也对应了两种不同的传输方式。

(1)异步传输。

即把各个字符分开传输，字符之间插入同步信息。

这种方式也叫起止式，即在字符的前后分别插入起始位((j$019)和停止位(1 v,)，如图2-17所示.起始位对接收方的时钟起置位作用。

接收方时钟置位后只要在8-11位的传送时间内准确，就能正确接收一个字符.最后的停止位告诉接收方该字符传送结束，然后接收方就可以检测后续字符的起始位了.当没有字符传送时，连续传送停止位。

加入校验位的目的是检查传输中的错误，一般使用奇偶校验。

异步传输的优点是简单，但是由于起止位和检验位的加入会引入20%^-30%的开销，传输的速率也不会很高。

通信系统中交换机的交换方式及其应用技术摘要：当前随着信息科学技术的不断发展，计算机网络信息技术在人们生活中的使用率越来越高，它为人类的生产生活带来了很多便利，是促进现代信息技术发展的基础工程之一。

其中通信技术作为计算机网络的典型科技技术之一，被广泛的使用。

当前随着网络信息技术的不断发展，通信数据交换技术也在不断更新，这也进一步加速了计算机的发展进程，对人类整个科技信息领域的发展来说，起到了至关重要的作用。

关键词：通信系统；交换机；交换方式；应用技术引言：通信系统主要是由通信终端、传输设备和交换设备三个部分组成，其中交换设备是通信网中所有信息数据能够得以传输和运行的核心，在整个通讯系统中扮演着至关重要的作用。

它能够对所有的数据信息进行传递，且不受时间、空间、地点和用户的限制。

本文对通信系统中交换机的交换方式以及它的应用技术做出了以下探究，希望能促进通信网交换技术的变革，促进人类通信系统的发展。

一、通信系统中交换机的交换方式（一）直通交换直通式交换方式是交换机中常见的交换方式之一，其中以以太网交换机最为常用，它是一种类似于各种线路相互交叉而组成的一种巨型电话交换机。

当一个数据包出现在数据网中，它能快速的在输入端口检测到这个数据包的来源，获取数据包的IP地址和目的地址，通过内部的动态查找表将这个数据包转化为相应的数据信息由输出口输出，在输入口和输出口之间，有许多交互纵横的线路能够将数据包直接、快速、准确的传输到相应的端口。

这种数据交换功能在运行过程中不需要存储，直接由输入端进入，由输出端传出，中间的延迟过程非常短，交换时间短且速度快。

但是正因为这些数据包在交换过程中没有被保存下来，所以后续如果传出的数据有误就无法进行原路返回，再次检测，再加上输入端与输出端之间的运输线路多且杂，很多数据包的传输容易出错或是丢失。

（二）端口交换端口交换技术是槽牙式集成线路板中常用的交换技术之一，因为槽牙式集成线路器是由很多个以太网组成的广域线路板，这些线路板之间的以太网线路都是自行组成连接的，没有经过网桥和路由的辅助，所以网络之间是互不相通的。

计算机网络数据交换技术计算机网络是现代社会不可或缺的重要基础设施，它使得人们可以方便地互联互通，获取各种资源和信息。

而计算机网络的数据交换技术则是保证信息传输顺畅、快速和安全的关键。

本文将深入探讨计算机网络数据交换技术的各种形式和应用。

一、电路交换技术电路交换技术是较早期的一种数据交换方式。

它通过在通信发起方和接收方之间建立一条专用的物理连接，使得发送的数据可以直接传输到目标设备。

这种交换方式类似于电话系统中的交换机连接，具有稳定、可靠的特点。

然而，电路交换技术存在一些缺点，如占用带宽高、连接建立时间长等，因此在大规模数据传输场景下并不适用。

二、报文交换技术报文交换技术是一种基于存储转发原理的数据交换方式。

在报文交换中，数据被划分为较小的报文，然后通过网络分段传输，并在接收方重新组装成完整的报文。

与电路交换相比，报文交换技术具有较好的适应性和扩展性，可以灵活地利用网络资源进行数据传输。

此外，报文交换技术还支持差错检测和纠正，提高了数据传输的可靠性。

三、分组交换技术分组交换技术是目前广泛应用的一种数据交换方式。

与报文交换类似，分组交换技术也采用存储转发原理，但将数据进一步划分为更小的数据单元，称为数据包或分组。

每个数据包都包含了目标地址、源地址和校验等信息，以保证数据的正确传输。

分组交换技术具有较低的时延和较高的带宽利用率，能够适应大规模数据传输和多任务并行处理的需求。

四、虚电路交换技术虚电路交换技术是在分组交换技术的基础上发展起来的一种数据交换方式。

虚电路交换通过在数据传输之前建立一条虚拟的通信路径，以提供可靠的数据传输和服务质量保证。

与电路交换技术相比，虚电路交换具有更高的灵活性和可扩展性，能够适应多样化的网络应用。

此外，在虚电路交换中，路由器还可以对数据包进行流量控制和拥塞控制，以提高网络的性能和质量。

综上所述，计算机网络的数据交换技术多种多样，每种技术都有其独特的优势和应用场景。

在实际应用中，我们需要根据不同的需求和网络条件选择合适的数据交换方式，以提供高效、可靠的数据传输服务。

现代交换技术交换核心技术在当代通信网以及在未来通信中的应用随着社会的不断前进，人类社会已然进入了一个信息化的社会。

格式化在这样一个原始数据大爆炸的时代，信息的交换要求更加快速、准确。

因而，交换技术的发展也要跟上时代的脚步。

1、交换的概念和机理。

通信，是指信息在新闻来源信息源和目的之间的信息传递的过程。

点到点通信方式仅能满足两个用户终端之间进行通信。

但是，现实中，需要在一群之间用户之间成功进行通信，因此，引入了交换路由表，就是有时所说的交换机，由链结它来已经完成交换的功能。

所以，在通信网中，交换，就是在通信的源和目的终端之间建立通信信道，实现无线通讯通信信息传送的过程。

2、通信网的组成和分层。

通信网是由终端设备、交换设备、传输设备，结合信令过程、协议和支撑运行系统组成的网络。

交换设备是构成的核心设备，交换功能是通信网必不可少的。

通信网支持业务能力以及所表现出有的特性都与它所采用的交换方式密切相关。

通信网被划分为三个层次：应用层、业务层、传送层。

应用层表示各种信息内容的应用，涉及到各种管理业务，如话音、视频、数据、多媒体业务等病支持各种业务应用的通信终端技术。

业务层表示支持销售业务各种业务应用的业务网，如电话交换网、数字数据网、综合业务数据网、IP网等等。

传送层表示支持业务层的各种接入和传送手段的基础设施，由骨干传送接入网网和接入网组成。

此外，支撑网是必备现代通信网必不可少的重要组成部分。

支撑网支持通信网的三层的工作，提供保证网络正常运行的控制和管理功能。

3、交换技术的分类以及使用较多的技术。

通信网目前在通信网中所采用的以下曾出现的交换方式核心有或几种：（1）电路交换（2）多密度电路交换（3）加速电路交换（4）分组交换（5）帧交换（6）帧中继（7）ATM交换（8）IP交换（9）光交换（10）软交换。

根据通信网支持业务的分类法不同进行分类，主要有：电话通信网、电报通信网、数据通信网、综合业务发展数字网等。