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思考题1.一个交换单元,若满足:(1交换单元的入端数M等于出端数N;(2没有空闲的入端和出端;(3没有点对多点的连接。
最多有多少种连接方式?解答:最多有N!种连接方式。
2.对于M*N(N<=M的交换单元,没有空闲的出端(1不存在同发时,最多有多少种连接方式?(2存在同发时,最多有多少种连接方式?解答:不存在同发时,最多有N!CM N种连接方式;存在同发时,最多有M N种连接方式。
3.用2*2交叉单元构造的16*16可重排无阻塞benes网络,再用2*2交叉单元构造的16*16banyan网络。
画出这两个网络,并比较两者的异同和相关性。
解答:16*16可重排无阻塞benes网络如下:0 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10111111111 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1111111111111116*16banyan网络如下: 0 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 1 0 10 1 0 10 11111111111111111 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 111111111111111相同点:(1两个网络都是有2*2交叉单元构造;(2两个网络都能实现任意入线到任意出线的连接。
不同点:(1benes网络无内部阻塞,banyan网络有内部阻塞;(2benes网络有7级,banyan网络有4级;(3benes网络有多条路径,banyan网络只有一条路径;(4benes网络需要56个交换单元,banyan网络需要32个。
一、简介“现代交换原理仿真实验系统”是为北京邮电大学国家级精品课程《现代交换原理》而设计的配套实验系统，它是2001年北京市教委教改立项项目。
课程实验教学环节的设置，目的是让学生理解和掌握现代通信网中的交换原理和一些实用技术，进一步吸收课堂上所学的理论知识，加深对各种交换技术的了解，培养学生动手能力、创新能力和良好的科研素质。
它是现代交换原理课程教学过程中必不可少的一个重要环节。
为同时解决大量学生同时实验，并且使进行交换系统核心软件实验成为可能，利用微机进行仿真实验是一种行之有效的好方法。
经过十多年坚持不懈的努力，我们研制并不断改进、创新，推出了这套适应教学特点，且灵活、经济、实用的现代交换原理仿真实验系统。
该实验系统的基本思想是这样的：向学生提供仿真的程控数字电话交换机、分组交换机、ATM交换机、MPLS交换机，这些“交换机”能完成跟实际交换系统一样的各种功能。
在这里所谓“仿真”是指交换机的所有硬件动作均由软件模拟完成。
将实验软件系统装在微机上，学生通过对微机键盘的操作，即完成一系列诸如摘机、拨号、挂机等动作，微机屏幕显示上述各个过程及整个交换机中的通信过程，效果直观形象。
“交换机”的通信处理软件部分由各种不同模块组成，且有“标准接口”连接各个模块，要求学生按照规定的接口和数据结构来完成其中几个关键功能模块的设计和编程，并将该程序装入系统内，替代系统内原有相同的模块，检验是否能完成正常的通信处理，若能，则表明学生所编程序可行，实验通过。
在实验中，学生编程所用语言为学生普遍使用和掌握的Ｃ语言。
掌握专业理论和专业技能是对人才的基本要求，具有良好的科研素质是科技人才能够服务于社会的前提，具有创新能力的人才才能面对知识创新和技术创新的挑战。
专业理论和技能的掌握、良好科研素质和创新能力的培养均离不开实践教学环节。
通过实践教学环节的实施，应使学生学会将所学理论知识应用于实际，并达到培养学生的实际动手能力、严谨的科学态度和求真务实的作风以及创新能力的目的。
现代交换原理仿真实验 实验指导书（V1.0版）卞佳丽 著北京邮电大学计算机科学与技术学院2007年6月目录第一章仿真实验概述 (1)1.1 仿真实验设置的必要性 (1)1.2 仿真实验教学体系 (2)第二章系统安装及使用说明 (4)2.1 系统安装 (4)2.2 使用说明 (5)第三章基础型实验 (8)3.1 时间表调度实验 (9)3.2 摘挂机检测实验 (14)3.3 脉冲计数实验 (16)3.4 位间隔识别实验 (19)3.5 软件送音实验 (22)3.6 驱动交换网络实验 (23)第四章提高型实验 (25)4.1 分组交换实验 (25)4.2 ATM交换实验 (33)4.3 MPLS交换实验 (37)第一章实验概述“现代交换原理仿真实验系统”是为北京邮电大学国家级精品课程《现代交换原理》而设计的配套实验系统。
该实验教学环节设置的目的是让学生理解和掌握现代通信网中各种交换方式的交换原理和相关技术，进一步吸收课堂上所学的理论知识，加深对各种交换方式特点和交换关键技术的理解和掌握，培养学生的动手能力、独立分析与解决问题的能力以及创新能力，使其具备良好的科研素质。
它是“现代交换原理”课程教学过程中必不可少的一个重要环节。
1.1 仿真实验设置的必要性交换设备是构成通信网的重要组成部分，交换技术是通信网的核心技术。
交换类课程是通信与信息类专业具有特色的、必不可少的专业基础课程。
随着计算机技术与通信技术越来越紧密的结合，该类课程也成为计算机专业的必修课程。
多年来国内外各院校交换类课程的实验课只停留在对典型机型的交换机体系结构的了解和对交换机操作维护终端进行数据设定、呼叫监视等操作维护类实验，如北京邮电大学计算机学院拥有国外著名交换机设备制造厂商的大型局用交换设备——AXE-10局用数字交换系统，学生可在实验室进行交换机认知实验，了解大型局用交换机的体系结构，通过操作维护终端进行数据维护、计费管理等操作。
一、单项选择题（共10道小题，共100.0分）1. 在两个长途交换中心之间选择路由时，最后才选择（）。
A. 迂回路由B. 高效直达路由C. 转接次数较多的迂回路由D. 基干路由2.3. 指出下列错误的长途区号: ( )。
A. 10B. 222C. 351D. 5104.5. 当局间采用数字型线路信令时，第10帧（F10）的TSl6传送（）的线路信令。
A. 话路9和话路26B. 话路10和话路26C. 话路9和话路25D. 话路10和话路256.7. 局间中继采用PCM传输，话路时隙为TS19，在随路信令情况下，MFC信令在（）中传送。
A. TS0B. TSl9C. TSl6D. 以上均可8.9. 国际7号信令网，信令点的编码计划是（）位二进制数。
A. 12B. 14C. 24D. 3610.11. 在64kb/s的信令链路上传输时，信令单元为消息信令单元, 消息信令单元的SIF和SIO字段的长度为200字节，此时信令单元中的长度表示语LI=( )。
A. 0B. 1～2C. 63D. 63以上12.13. ISUP消息的内容是在( )。
A. SCCP消息中传送B. MSU的SIF中传送C. TCAP消息中传送D. 在LSSU中传送14.15. 在程控交换机中，NO．7信令的第三、四级功能由（）完成。
A. 固件B. 硬件C. 软件D. 硬件和软件16.17. T接线器的输出控制方式是指（）。
A. T接线器的SM按控制写入，顺序读出方式工作B. T接线器的CM按控制写入，顺序读出方式工作C. T接线器的SM按顺序写入，控制读出方式工作D. T接线器的CM按顺序写入，控制读出方式工作18.19. 时分接线器的输入控制方式是指（）。
A. 时分接线器的SM按控制写入，顺序读出方式工作B. 时分接线器的CM按控制写入，顺序读出方式工作C. 时分接线器的SM按顺序写人，控制读出方式工作D. 时分接线器的CM按顺序写入，控制读出方式工作20.一、单项选择题（共10道小题，共100.0分）1.指出下列错误的长途区号: ( )。
《现代交换原理》实验报告实验名称MPLS多协议标记交换实验班级学号姓名实验4 MPLS多协议标记交换实验一、实验目的安排的三个编程实验主要用于加强学生对MPLS交换中标记请求、标记分配与分发、标记分组转发的理解。
二、实验内容和实验步骤多协议标记交换MPLS（Multiple Protocol Labeled Switching）技术是将第二层交换和第三层路由结合起来的一种L2/L3集成数据传输技术。
MPLS是一项面向连接的交换技术，因此有建立连接的过程。
各个MPLS设备运行路由协议，在标记分发协议LDP的控制下根据计算得到的路由在相邻的路由器进行标记分配和分发，从而通过标记的拼接建立起从网络入口到出口的标记交换路径LSP。
在数据转发过程中，入口标记路由器LER根据数据流的属性比如网络层目的地址等将分组映射到某一转发等价类FEC，并为分组绑定标记。
核心标记交换路由器LSR只需根据分组中所携带的标记进行转发即可。
出口标记路由器LER弹出标记，根据分组的网络层目的地址将分组转发到下一跳。
MPLS节点（MPLS 标记交换路由器LSR或MPLS边缘路由器LER）均要创建和维护传统的路由表和标记信息库LIB。
路由表记录记录路由信息，用于转发网络层分组和标记分发从而建立标记交换路径。
LIB记录了本地节点分配的标记与从邻接MPLS节点收到的标记之间的映射关系，用于标记分组的转发。
MPLS技术的核心实质在于：（1）网络中分组基于标记的转发（2）LDP协议控制下的进行标记分发从而建立标记交换路径LSP。
实验网络的拓扑结构（节点分布示意图）：三、源代码3.1 实验主要数据结构所需要的头文件："mplsconstant.h"其中的主要数据结构为：//发送的请求信息包数据结构struct ReqType{int iFirstNode; //请求信息包的源节点int iEndNode; //请求信息包的目的节点double ipaddress; //请求信息包包含的网络层目的IP地址前缀（例如197.42）};//路由表表项的数据结构struct routertype{double ipaddress; //网络层目的地址前缀int nexthop; //下一跳节点int lasthop; //上一跳节点int inpoint; //入端口号int outpoint; //出端口号};//标记信息表表项的数据结构struct libtype{double ipaddress; //网络层目的地址前缀int inpoint; //入端口号int outpoint; //出端口号int inlabel; //入标记值int outlabel; //出标记值};//发送的标记信息包数据结构struct LabelPack{int iFirstNode; //源节点号int iEndNode; //目的节点号int labelvalue; //标签值};struct funcusedtype{struct libtype libinfo; //包含的标记信息表项struct LabelPack labelinfo; //包含的标记信息包数据结构};//发送的标记分组信息包类型struct LabelledDataPack{int iFirstNode; //源节点号int iEndNode; //目的节点号struct MessageType DataInfo; //包含的标记分组类型信息};//标记分组类型struct MessageType{double ipaddress; //网络层目的地址前缀int labelvalue; //输出标签值};1：标记请求实验要求函数：extern "C" _declspec(dllexport) struct ReqType req_process(int idnow,struct routertype routenow){struct ReqType reqtemp;return reqtemp;}参数意义：int idnow：当前的节点号；struct routertype routenow：当前所指的路由表的表项；函数要求：根据提供的当前节点号和路由表表项值产生标记请求包；过程描述：标记请求包的源节点号由当前节点号提供，目的节点号和ip地址前缀由当前所指的路由表表项的下一跳节点和ip地址前缀提供；2：标记分配与分发实验：extern "C" _declspec(dllexport) struct funcusedtype label_process(struct routertype routenow,int labelout,int idnow){struct funcusedtype tempstruct;return tempstruct;}参数意义：struct routertype routenow：当前所指的路由表表项；int labelout：分配的输出标签号；int idnow：当前的节点号；函数要求：该函数要求根据提供的路由表当前表项、分配的输出标签号和当前节点号，构造一funcusedtype信息包。
（北邮课件）现代交换原理讲义 >>发附件贴请务必注明以下选项：>>【成文时间】：2002【语言】：中文【页数】：8章*30【作者】：桂海源编【文件格式】：PPT【文件原名】：现代交换原理【推荐点评】：本书4交全血地介绍了程控数字交换系统的硬件、软件和信令技术。
内容包括: 电话通信网的基木组成，我国电话网的结构；No. 7信令系统的结构和功能；程控数字交换系统的结构，数字交换原理，程控数字交换机的终端和接口：程控交换软件的基本特点，交换机运行软件的结构，程控操作系统和呼叫处理程序的基本原理；智能网的基木概念和结构；窄带综合业务数字网；宽带综合业务数字网的关键技术一一ATM的结构及工作原理；多协议标记交换MPLS 的原理以及综合业务交换机。
本书是高等院校教材，也可作为通信工程技术人员的技术参【摘要或目录】：第一章电信交换基础11电话交换的基本原理11.1. 1电话通信网的基木组成及功能 11.2电话机的基本组成及工作原理11.3交换机的基本组成及其工作原理31.2电话交换机的类型及发展 41.3主要的交换方式 51.3.1电路交换 51.3.2分组交换 61.3.3 ATM 交换74我国电话通信网的结构和编号计划71.4. 1长途电话网84. 2本地电话网91.4.3编号计划10 思考题与练习题13 第二章信令系统141信令的基本概念和分类M1. 1信令的基本概念141.2信令的分类152.2用户线信令162. 1用户话机发出的信令162.2.2交换机发出的信令162.3屮国No. 1信令172.3. 1线路信令173. 2记发器信令204 No. 7信令系统概述254. 1 No. 7信令系统的特点和功能252.4. 2 No. 7信令系统的结构264. 3信令单元的格式292.4.4我国No. 7信令网的结构322. 5消息传递部分352. 5. 1信令数据链路352. 5. 2信令链路功能362. 5. 3信令网功能392.6电话用户部分412. 6. 1电话用户消息的格式412. 6. 2常用电话用户消息的功能452. 6. 3信令程序472. 6. 4 No. 7信令与No. 1信令的配合512. 7信令连接控制部分642. 7. 1信令连接控制部分(SCCP)的来源及口标642. 7. 2 SCCP的基本功能及所提供的业务652. 7. 3 SCCP消息的格式672. 7. 4 SCCP的结构及路山控制功能702. 7. 5无连接程序742.8事务处理能力792.&1事务处理能力(TC)概述792. & 2事务处理能力的基本结构802.& 3事务处理能力消息格式及编码86思考题与练习题93第三章程控数字交换机的硕件系统953.1程控数字交换机硬件的基本结构951. 1采川分级控制方式的交换机的硬件基木结构953.1. 2全分散控制方式交换机的基本结构973.1.3基于容量分担的分散控制方式的交换机的基本结构99 3.2数字交换原理和数字交换网络1012. 1语音信号数字化和时分多路通信1012. 2数字交换的基本概念和基本接线器1043.2.3复用和分路、串一并和并一串变换1093.2.4数字交换网络1103.2.5交换网络的阻塞计算1173.3数字程控交换机的终端与接口1193. 1用户模块1193.3.2中继器1233. 3信令设备1253.4控制系统的一般结构1274. 1处理机的兀余配置方式1274. 2处理机的控制结构1293.4.3处理机之间的通信130思考题与练习题134第四章程控数字交换系统的软件1351程控交换软件的概述1351. 1程控交换软件的基本特点1351. 2数据驱动程序的特点及其结构1384.1.3有限状态机(FSM)和有限消息机(FMM)的概念4.1.4在交换软件设计中应用的三种类型的程序设计语言4.2运行软件的一般结构1472. 1运行软件的基本结构1472.2局数据和用八数据1474.2.3操作系统、呼叫处理程序以及维护管理程序1483程序的级别及调度1494.3. 1程序的优先级、各类程序的特点及驱动方式149 4.3.2时钟级程序的调度1504.3.3处理机占用率计算1524.3.4棊木级程序的调度1534呼叫处理程序1584.4. 1呼叫处理的基本原理1584. 4. 2呼叫处理程序的基本纽成及层次结构1614. 4. 3呼叫处理中用到的数据1624.4.4信令处理程序1654.4.5呼叫控制程序1804. 6分析程序和资源管理程序185思考题与练习题191第五章智能网1921新业务的传统实现方法1925.1. 1缩位拨号1921.2呼叫前转1935.2智能网的基本概念1945.3几种典型的智能业务1985.3. 1被叫集中附费业务1985.3.2记账卡呼叫业务1985.3.3虚拟专用网业务1993. 4个人通信业务1993.5电话投票2005.4智能网的结构2005.5智能网应用部分2045. 1 INAP 操作2045.5. 2信令发送顺序205思考题与练习题208第六章窄带综合业务数字网2096.1 N-ISDN 概述2091. 1 N-ISDN的基木定义2091.2 N-ISDN的基本结构2101. 3 N-ISDN的寻址和编号210 140 1416.1. 4 N-1SDN提供的业务2112用户一网络接口2146.2. 1两种用户一网络接口2142. 2用户一网络接口的参考配置2146.2.3用户一网络接口的协议2166.3 N-ISDN的局间信令232ȀЀࠀࠀࠀࠀࠀࠀࠀࠀࠀ. 1综合业务数字用户部分(ISUP)的功能2323.2 ISUP消息的结构2333. 3常用TSUP消息功能简介2371.3. 4基木的呼叫控制过程2396.3. 5 ISUP与TUP的信令配合2416.4 ISDN 设备2446. 1 ISDN 交换机2446. 4.2第一类网络终端(NT1) 2476.4.3 ISDN终端和终端适配器248思考题与练习题253第七章宽带ISDN的关键技术ATM 2547.1 ATM的基本概念2547.1. 1 ATM的发展背景2542.1. 2 ATM的基本工作原理2551.3 ATM信元的结构2571. 4耳电路交换方式和分组交换方式的比较259ȀЀࠀࠀࠀࠀࠀࠀࠀࠀࠀ. 5 ATM 的特点2607.2 ATM协议结构2617.2. 1 B-TSDN的协议参考模型2627.2. 2物理层规范2632. 3 ATM 层规范2667.2.4 ATM 适配层AAL 2753 TP/ATM集成交换2877.3. 1 1P/ATM集成交换概述2873. 2 MPLS的基本原理2923.3标签分配协议(LDP)和基于限制路山的标签分配协议(CR-LDP)2943. 4 MPLS标记捆绑的驱动方式300思考题与练习题305第八章电信网与因特网的结合3068.1因特网接入的儿种方式3061. 1用户通过PSTN/ISDN网接入因特网的一般结构306& 1. 2接入服务器3082因特网话务对PSTN的影响及解决方案3108.3综合业务交换平台312思考题与练习题318附录《现代交换原理》教学人纲319 参考文献326。
《现代交换原理》实验报告实验名称ATM交换实验班级学号姓名实验3 ATM交换实验一、实验目的该部分实验是让学生理解ATM交换机根据路由表转发ATM信元的过程。
二、实验内容和实验步骤ATM是面向连接的网络，在端到端的通信前必须建立连接。
ATM连接建立以后，在ATM交换节点保存着ATM连接信息的路由表。
ATM交换实际上完成ATM信元的选路、信头翻译与排队的3个基本功能。
选路就是选择物理端口的过程，即从某个入线端口交换到某个出线端口的过程。
信头翻译是指将信元的信头值（入VPI/VCI）变换为输出信头值（出VPI/VCI）的过程。
信头翻译与选路功能合作共同完成ATM交换。
信头翻译和选路功能的实现是根据翻译表进行的，这里翻译表就是ATM连接建立后保存在ATM交换节点的路由表。
这里我们设计了一个查询路由表的实验。
三、源代码3.1实验主要的数据结构：函数功能：在一个给定的路由表中，设计一个根据入端口、入VPI和入VCI查询出端口、出VPI和出VCI的函数函数原型：#include "aconstant.h"extern "C" _declspec(dllexport) int Atm_switch ( int in_port,int in_vpi, int in_vci ,RoutTableTypeItem RoutTable[]){}主要数据结构说明：头文件"aconstant.h"信息#define Max_Rout_Line 5//每个路由表最大的表项数。
struct RoutTableTypeItem{int in_port;int in_vpi;int in_vci;int out_port;int out_vpi;int out_vci;};//每一个表项记录入出路由信息函数参数说明int in_port,入端口int in_vpi,入VPIint in_vci ,入VCIRoutTableTypeItem RoutTable[]路由表函数要求，根据参数提供的信息，在给定的路由表中查询出端口和出VPI/VCI，返回该项信息所在路由表数组的下标，若找不到则返回-1。
实验报告课程名称：现代交换原理与通信网技术实验名称：摘挂机检测实验班级：09211311学号：姓名：schnee指导教师：1.实验目的摘挂机检测实验用来考查学生对摘挂机检测原理的掌握情况。
2.实验原理及设计设用户在挂机状态时扫描输出为“0”，用户在摘机状态时扫描输出为“1”，摘挂机扫描程序的执行周期为200ms，那么摘机识别，就是在200ms的周期性扫描中找到从“0”到“1”的变化点，挂机识别就是在200ms的周期性扫描中找到从“1”到“0”的变化点，该原理的示意图如下所示：在我们的实验中，我们把前200ms的线路状态保存以备这次可以读取，同时读出这次的线路状态，把前200ms的线路状态取反与这次的线路状态相与，如果为1，就说明检测到摘机消息了。
同理，我们把这次的线路状态取反再与前200ms的线路状态相与，如果为1就说明检测到挂机消息了，然后把摘挂机信号作为事件放入摘挂机队列中。
3.实验主要数据结构函数功能为：检测到摘、挂机事件，并把该事件放入到摘挂机事件队列中。
函数原型：void scanfor200(int linestate200[LINEMAX],int linestate[LINEMAX],UpOnnode * head1, UpOnnode* end1)；其中LINEMAX为线路总数，是定义在"bconstant.h"中的一个宏,linestate200[LINEMAX]为已保存的200ms前线路状态，linestate[LINEMAX]为当前的线路状态，head1,end1为摘挂机队列的首尾指针，该队列已经在主程序中进行了初始化。
我们所要做的就是把检测到的摘挂机事件以摘挂机队列节点的形式插入到摘挂机事件队列中。
数据结构说明：头文件："bconstant.h";(以下的数据结构都已在该文件中定义）LINEMAX ：最大线路数；int linestate200[LINEMAX],linestate[LINEMAX]：线路从0开始编号；状态：1：有电流，0无电流；enum UporOn {ehandup,ehandon} :为摘挂机区别符：ehandup表示摘机，ehandon表示挂机；struct UpOnnode //摘挂机队列节点结构{UporOn phonestate; //摘挂机区别符；int linenum; //线路号（从0开始）；struct UpOnnode* next; //指向下一节点的指针；};注意事项：1)我们编写的模块是基础实验部分预加载的本局交换系统的一个模块而已，在系统中head1头指针和end1尾指针已经完成初始化。
