[材料科学]第12章 数据交换技术.ppt

第12章 数据交换技术 12.1 交换的概念 12.2 交换的基本功能 12.3 常用的交换技术 12.1 交换的概念 对于点到点的通信，只要在通信双方之间建立一个连接即可。而对于点到多点或多点到多点的通信（也就是具有多个通信终端），最直接的方法就是让所有通信方两两相连，如图12―1（a）所示。这样的连接方式称为全互连式。全互连式存在以下缺点： （1）当存在N个终端时需要N（N-1）/2条连线，连线数量随终端数的平方而增加，通常称为N2问题。 （2）当这些终端分别位于相距很远的地方时，相互间的连接需要大量的长途线路。 （3）每个终端都有N-1根连线与其它终端相接，因而每个终端都需要N-1个线路接口。 （4）增加第N+1个终端时，必须增设N条线路。 显然，全互连式成本较高，连接复杂，仅适合于终端数目较少、地理位置相对集中且可靠性要求很高的场合。 对于终端用户数量较多，分布范围较广的情况，最好的连接方法是在用户分布密集中心处安装一个设备，把每个用户终端设备（比如电话机）分别用专用的线路（电话线）连接到这个设备上，如图12―1（b）所示。当任意两个用户之间要进行通信时，该设备就把连接这两个用户的开关接点合上，将这两个用户的通信线路接通。 当两个用户通信完毕，再把相应的开关接点断开，两个用户间的连线也就随之切断。这样，对N个用户只需要N对连线，即N条线路（一般一条线路由一对连线组成）就可以满足要求，线路的投资费用大大降低。这种能够完成任意两个用户之间通信线路连接与断开作用的设备称为交换设备或交换机。 如果要给交换机下一个定义的话，我们可以这样说，能够将多个输入和多个输出随意（一般是两两连通或切断）连通或切断的设备就叫交换机。需要指出，上述交换原理及交换机定义在概念上强调的是通信线路的物理交换，即能够看得见摸得着的线路的连接和切断。而后面介绍的分组交换以及网络交换机除了有类似的物理交换概念之外，还有看不见摸不着的逻辑交换，比如，ATM中的VC交换。希望读者学完本章后能够用心体会其中的奥秘。 引入交换设备后，交换设备就和连接在其上的用户终端设备以及它们之间的传输线路构成了最简单的通信网，并可由多个交换设备构成实用的大型通信网，如图12―2所示。处于通信网中的任何一台交换设备都可以称为一个交换节点。 图中直接与电话机或终端连接的交换机称为本地交换机或市话交换机，相应的交换局称为端局或市话局；仅与各交换机连接的交换机称为汇接交换机。当距离很远时，汇接交换机也称为长途交换机。用户终端与交换机之间的线路称为用户线，其接口称为用户网络接口（UNI），交换机之间的线路称为中继线，其接口称为网络接口（NNI）。 图12―2中的用户交换机（PBX）常用于一个集团的内部。PBX与市话交换机之间的中继线数目常常远比PBX所连接的用户线数目少，因此当集团中的电话主要用于内部通信时，采用PBX要比将所有话机都连至市话交换机更经济。当PBX具有自动交换能力时，又称为PABX。 我们用一个生活中的例子描述一下交换过程，一个通信网（比如一个计算机网络）是由许多相互交叉的节点连接而成，就像我们熟悉的铁路交通网是由许多火车站连接起来的一样。 ? 信息在网络中从一点到另一点的传输也像火车在铁路上从一地到另一地的运行似地要经过若干个交换节点（车站）才能完成，这种节点对信息的转发方式（车站引导火车的运行方式，比如扳道岔）就称为交换方式。 综上所述，所谓交换就是指各通信终端之间（比如计算机之间，电话机之间，计算机与电话机之间等）为交换信息所采用的一种利用交换设备进行连接的工作方式。 12.2 交换的基本功能 从上述由开关构成的中心交换设备进行信息交换的过程可知，交换的基本功能就是在连接到交换设备上的任意的入线和出线之间建立连接，或者说是将入线上的信息分发到出线上去。这样，任何一个主叫用户（提出通信要求者）的信息，无论是话音、数据还是文本图像等，均可通过在通信网中的交换节点发送到所需的任何一个或多个被叫用户处。 对于一个交换节点，至少应具备下述功能： (1)能正确接收和分析来自UNI或NNI的呼叫信令； (2)能正确接收和分析来自UNI或NNI的地址信令； (3)能按照目的地址正确地进行路由选择并通过NNI转发信号