现代交换原理与技术--整理版

第一章

１、无连接网络和面向连接网络的特点：

面向连接适用于大批量、可靠数据传输业务,但网络控制较复杂；

无连接方式控制简单,适用于突发性强、数据量少的业务。

２、已经出现的交换技术有哪些?各有何特点？

电路交换、分组交换、快速分组交换、ATＭ交换、网络交换

A、带宽固定，电路利用率低。

实时性强。

无差错控制，不适于数据传输。

基于呼损制方式工作。

Ｂ、采用存储／转发方式,支持异种终端间的可变速率通信要求

采用统计时分复用,线路利用率高

具有差错控制功能，传输可靠性高

经济性好

C、快速分组交换进一步简化协议，只保留核心功能,以提供高速、高吞吐量、低时延的服务

D、固定长度的信元、面向连接、异步时分(ＡTＤ）交换

E、交换是将第二层交换和网络流量管理能力与第三层路由功能的灵活性和可扩展性结合在一起的交换技术。

3、比较电路交换、分组交换、ＡＴＭ交换的异同

电路交换是最落后的交换方式,先要建立电路连接(可以使虚拟电路),然后进行数据交换，数据交换结束之后释放电路。这种方式交换方式比较可靠,但是网络利用效率很低。现在一般不采用这种这种交换方式了。分组交换是现在最常见的交换方式，它是把一个数据报分成若干个片段，然后分别同时发送,每个数据片段所经过的线路路由可能是不一样的,每个数据片段走什么路由要根据网络的具体情况和所使用的路由协议来决定。到达目的节点之后，再把所有数据片段重新组装好。这种交换方式的线路使用效率很高。 ATM通信技术将现有的线路交换方式数字通信方式与分组通信方式加以综合。首先, AＴM允许凭借信元标记定义和识别个人通信；就此而论,ATM装配普通的分组传输方式。第二,ATM与分组方式通信紧密相连，因此,它只有当有业务要传送时才利用带宽。第三，像分组交换一样,在呼叫建立阶段，ATM支持服务质量(QｏS）协商，并通过在多种连接中共享其传输媒体而支持虚电路的利用。但是也有明显差别,因为分组方式一般利用可变长度的分组，而AＴM则将固定长度分组的ATM信元作为其基本的传输媒介。此外,普通的分组方式主要是为可变比特率(VBR）、非实时数据信号创建的，而ATM同样可以很好地管理实时恒定比特率( ＣBR)信号。（１）电路交换以电路连接为目的。信息传送时与交换系统无关。

(２)分组交换以信息分发为目的。交换机对分组逐个加工处理（差错控制、流量控制等)，并根据分组头中的地址和控制域，将分组分发到出端口。

(3）电路交换是一种“粗放”的交换方式,只管连接而不管传送的信息。分组交换比较“精细”,对传送的信息进行管理。

?第二章

1、通信网络协议主要包括哪几个要素？各有什么含义？

语法：数据与控制信息的结构和格式

语义：需要发送何种控制信息，完成何种动作，以及做出何种应答

时序：事件实现顺序的详细说明，包括同步和顺序控制

2、电信交换的基本技术有哪些?

接口技术、信令技术、控制技术和互联技术

3、交换网络有哪些基本的交换单元?他们的工作原理是什么？

1、开关阵列

开关阵列是一种空分交换单元。开关阵列中的开关有两种状态：接通或断开。当开关接通的时候,该开关对应的入线和出线就被连接起来。当开关断开时,入线和出线就不被连接。２、总线型交换单元

它包括三部分，即入线控制部分、出线控制部分和总线部分。交换单元的每条入线经各自的入线控制部件与总线相连,每条出线经各自的出线控制部件与总线相连，总线按时隙轮流分配给各个入线控制部件和出线控制部件使用，分配到的输入部件将输入信号送到总线上。３、共享存储器型交换单元

共享存储器型交换单元适用于交换各种时分复用信号,包括同步时分复用信号和统计复用信号。其中作为核心部件的存储器,被划分成N个单元，N路输入数字信号分别送入存储器的N 个不同的单元中暂存，然后再分别输出。存储器的写入和读出采用不同的控制方式。

4、影响程控交换呼叫处理能力的因素有哪些？

与交换机的系统结构、处理机的性能、处理机的负荷分担情况、操作系统的效率、呼叫处理相关软件的编程效率等因素有关,

5、?话务量的三个因素：

呼叫次数、平均通话时间、时间范围。

2.1１影响程控交换机呼叫处理能力的因素有哪些?

系统结构的合理性、处理机本身的处理能力、操作系统、软件设计水平、数据结构、编程语言

?第三章

3.1．简述数字程控交换机的硬件组成及其基本功能。?硬件结构可以分为通话和控制两大部分。通话部分的基本功能部件是:对用户线、中继线的接口，提供连接通路的数字交换网络以及信号设备。此外还有话务台、测量台等到一些外围设备。控制部分的基本功能部件是：中央处理机、各种外围处理机以及输入、输出设备。基本功能：通话部分主要负责通话接续、监视用户线或中继线状态,对用户或其它交换局发送、接收信号等各项与呼叫接续直接有关的各部分工作。控制部分则对通话部分进行控制。?

３.2.数字程控交换机模拟用户电路应具备哪些基本功能??馈电Ｂ、过压保护O、振铃控制R、监视S、编译码和滤波Ｃ、混合电路H、测试T

3.６．简述现代数字程控交换系统的特点及性能。?特点:实时性强、可靠性高、能支持多任务操作。性能:程序的执行管理、存储器管理、时间管理、通信支援、故障处理。【A、具有多种中继口令,支持灵活的组网应用。B、支持无线接入方式，并支持有线和无线的混合接入。Ｃ、可提供2B＋D、30Ｂ+Ｄ、V５和分组处理接口，具有N-IＳＤＮ、Ｂ-ISＤＮ功能,

支持TCP/IP、X.２5、X．75等协议,可接入数据网、多媒体通信网等。具有话音、数据、图像等综合业务功能,可实现数据通信、会议电视、多媒体通信网等窄带和宽带业务。D、可作为业务提供点与业务控制点配合组成智能网，提供各种智能业务。E、具有一体化的网络管理平台，可以接入ＴMN系统，对全网统一进行业务量监视,业务性能监视与分析,以及对全网统一进行调度等。】

3．8简述时间接线器和空间接线器的基本工作原理，并说明数字交换网络的构建方法？

时间接线器主要由信息存储器（ＩM）和控制存储器（CM)组成。可以顺序写入,控制读出,也可以控制写入,顺序读出。两种方式都是

将ＰCM复用线上的每个输入时隙内的信码对应存入IM的一个存储单元。P55

空间接线器的基本工作原理P56

３.9呼叫处理主要包括哪几种处理？分别完成怎样的任务？P68

输入处理：识别并接受从外部输入的处理请求和其它有关信息。内部处理：根据输入信号和现有状态进行分析、识别,并根据号码分析的结果,进行相应的路由选择。输出处理：输出信息执行内部任务或驱动相关硬件设备。

3.11简述数字程控交换机软件系统的特点？P61

（1）规模大。

(2）实时性强。

(３）多重出来。

(4）高可靠性。

（5）维护要求高。

3.12按照实时性要求的不同，交换机中的呼叫处理程序可分为哪几个级别？P７2

(1）故障级。负责故障识别、故障紧急处理。此种程序为最高优先级程序,由故障中断来启动执行。

1、FH级

２、FM级

３、FL级

（2）周期级。即具有固定执行周期的程序（例如各种扫描监控程序）。此种程序为中等优先级,由时钟中断调用时间表或多级线性表来启动此种程序。

1、H级

2、Ｌ级

（３）基本级。没有时间制约或没有严格时间限制的程序。此种程序实时性要求最低,可以延迟执行,可以等待、插空处理，为最低优先级,一般由队列启动此种程序。

1、ＢＱ１

2、BＱ２

3、BＱ３

３.1３简要说明时间表调度的工作原理。并用时间表实现下列程序的调度?

（1)10ms (２)20ms (３)５０mｓ（4）４0ms

画图说明时间表的结构，并说明如何确定时间表的容量和系统中短周期?

第四章

1.什么事信令？为什么说它是通信网的神经系统?

答：信令是终端与交换机之间,以及交换机与交换机之间进行“对话”的一种语言，它控制任意用户通话电路的建立与释放，并维护电信网的协调运行。简单地说,信令就是在通信设备之间相互交换的控制信息。它又是在用户与网络之间、网络节点之间,以致于不同网络之间的互通,都要通过共同的、标准化信令协议来实现所以说它是通信网的神经系统。

2按照工作区域将信令分为哪两类?各自的功能特点是什么?

答:一、用户线信令：是用户和交换局之间在用户线上传送的信令

二、局间信令：局间监视信号,在线路设备间传送。局间选择信号，在记发器之间传送。

3.按照功能信令分为哪几类?

答：可分为监视功能信令.选择功能信令.管理功能信令

４．什么是随路信令?什么是公共信令?与随路信令相比公共信道信令有哪些优点？

答：随路信令: 信令与用户信息在同一信道上传送或信令信道与相关的用户信息传送信道一一对应。这种信令方式称为随路信令

公共信令：将局间中继线上若干条话路（几百条或更多）的信令集中在一条公共的数据链路上传送,这种信令方式称为公共信道信令。

优点: 高速、大容量、数字化、独立于具体业务、易于管理

６．随路信令中,PCＭ E1的TＳ16可用于多少个话路信令?

答：可以为30个话路线路信令传送.

８.NO．７信令单元有几种？试说明它们的组成

答：有三种

消息信令单元: 由第三或第四级产生并接收,用于传送用户部分的消息、信令网管理消息及信令网测试和维护消息。信令单元定界标志F、信令单元序号FSN和BSN、重发指示器BIB 和FIB、长度指示语LI、业务消息八位位组SIO、信令消息字段ＳIＦ、检验位ＣK。

链路状态信令单元: 由第二级产生并接收,用于提供链路状态信息，以便完成信令链路的接通、恢复等控制。信令单元定界标志F、信令单元序号ＦSN和BSN、重发指示器BIB和ＦI Ｂ、长度指示语LI、状态字段SF、检验位CK。

填充信令单元; 由第二级产生并接收,当没有信令单元传送时，周期地向对方发送,以告知对方本端第二级运行正常。信令单元定界标志Ｆ、信令单元序号FSN和BＳN、重发指示器BIB 和FIB、长度指示语ＬＩ、检验位CK。

1２．信令网有哪几部分组成？各部分的功能是什么？

答:信令网是逻辑上独立于通信网、专门用于传送信令的网络，它由信令点、信令转接点和信令链路组成。信令点：信令网上产生和接收信令消息的节点。它可能是信令消息的源点也可能是信令消息的目的点。信令转接点：其作用是将从一条信令链路上接收的消息转发至另一信令链路上去的信令转接中心。信令链路：连接各信令点、信令转接点,传送信令消息的物理链路

1３．信令有哪几种工作方式?

答：有三种,一直连方式二准直连方式三非直连方式

14.说明我国信令网的等级结构？

答：第一级：高级信令转接点（HSTP）;负责转接它所汇接的第二级LＳTP和第三级SP的信令消息。HSＴP应尽量是独立式信令转接点。

第二级:低级信令转接点（LSＴＰ）；负责转接它所汇接的第三级SＰ的信令消息。LSTP 可以是独立式STP，也可以是综合式STＰ。?第三级:信令点（SＰ）。信令网中各种信令消息的源点或目的地点。

1５．7号信令的功能结构?

答:分为四级功能结构件

第一级：信令数据链路功能级：完成OSＩ/RM物理层功能，并定义了信令数据链路,包括传输介质的物理、电气、功能特性以及链路接入的方法。

第二级:信令链路功能级：完成ＯＳI/RM数据链路层功能，定义信令消息沿信令数据链路传送的功能和过程。功能包括了信令单元的定界和定位、信令单元的差错控制、差错校正、差错率监视、故障信令链路的恢复过程、流量控制。

第三极：信令网功能级:对应于OSＩ/RM网络层。定义了关于信令网操作和管理的功能和过程。信令网功能级又分两个部分: A、信令消息处理功能：负责发送信令消息的选路和接收信令消息的分配和转发。 B、信令网管理功能:在信令网发生异常情况时，据预定数据和网络状态信息调整信令消息路由和信令网设备配置,以保证信令消息的正常传送。

第四级:用户部分:用户部分:用户部分相当于OＳＩ/RM的应用层,具体定义了各种业务所需要的信令消息和信令过程。①传统的用户部分主要包括：●电话用户部分(TUP):支持电话业务,控制电话网接续和运行。●数据用户部分(DUP):支持电路交换数据业务（如PSＤＮ、DDN）的接续和运行。●ISDN用户部分（ISUP）:支持ISDＮ中话音和非话音用途的基本承载业务和补充业务提供所需信号功能。

?第五章

5.1统计时分复用和同步时分复用的区别是什么?哪个更适合数据通信？为什么额

统计时分复用在给用户分配资源时,不像同步时分那样固定分配，而是按需动态分配。只有在用户有数据传送时才给它分配资源，因此线路的利用率更高。统计时分复用。因为数据通信具有较强的突发性,对于实时性要求比电路交换的电话通信要低。

5.2什么是逻辑信道?什么是虚电路？而这有何区别和联系?从多个方面比较虚电路和数据报这两种数据传送方式的优缺点。 P１１7

在统计时分复用中，对各用户的数据使用标记进行区分。这样,在一条共享的物理线路上，就形成了逻辑上分离的多个子信道。这种子信道称为逻辑信道,用逻辑信道号(ＬＣN）标识。所谓虚电路服务，是指用户在数据传送之前通过网络建立一条端到端的逻辑上的虚连接。逻辑信道是DTE和DCＥ之间的一个局部实体，它始终存在，可以分配给一条或多条虚电路，或者空闲。虚电路是由多个不同链路的逻辑信道连接起来的,是连接两个ＤTE的通路,DTE 之间通信结束后，虚电路随之拆除,而逻辑信道永远存在,它分为占用和空闲的两种状态。

虚电路

优点:可靠、保持顺序;

缺点:如有故障，则经过故障点的数据全部丢失.

数据报

优点：如有故障可绕过故障点。

缺点:不能保证按顺序到达，丢失不能立即知晓。

5.3比较电路交换的电路和分组交换中的虚电路的不同点。如何理解“虚”的概念？

在分组交换中，以统计时分复用方式在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路，两个用户终端之间建立的是虚连接,每个终端发送信息没有固定的时间（间隙），它们的分组在节点的响应端口统一进行排队，当某终端暂时无信息发送时,线路的所有贷款资源立即由其他用户分享。而在电路交换中,是以同步时分方式进行复用的，两个用户终端之间建立的是实连接,多个用户终端的信息在固定的时隙向所服用的物理线路上发送信息，若属于某终端或通信过程的某个时隙无信息传送，其他终端也不能再这个时隙向线路上发送信息。换言之，建立实连接时，不但确定了信息所走的路径,同时还为信息的传送预留了带宽资源;而在建立虚电路时,不仅仅是确定了信息的端到端路径，并不一定要求预留带宽资源。因此，将每个谅解只在占用它的用户发送数据时才排队竞争带宽资源，称之为虚电路。

5.４假设有3个用户终端采用统计时分复用的方式共享一条线路，线路的速率为19.2kb ／ｓ,求每个用户可能的最大传送速率。１９.2ｋb/s

5.7帧中继如何处理流量控制的?

通过带宽管理(CＩR，BC，BＥ)和拥塞控制(拥塞回避，丢弃)

5.9帧中继在哪些方面对X.２5协议进行了简化？

帧中继是一种新的快速分组交换技术，帧中继将用户平面和控制平面的分离，用户平面用来完成用户信息的传输,增加了控制平面来完成信令信息的处理、传送和管理，信令用于逻辑连接的建立和拆除。在用户平面，帧中继在用户平面包含物理层和数据链路层,在数据链路层采用数据链路核心协议，取消了网络节点的差错控制、流量控制功能,并将X.２5网络第三层的虚电路复用和路由选择的功能交由第二层完成,从而获得节点的高速转发。

【帧中继是在数据链路层上使用简化的方式传递和交换数据单元的一种技术。它与X.25的异同在于:分组交换基于Ｘ.25的三层协议，而帧中继的数据传输只涉及物理层和数据链路层两层协议;帧中继的控制信令和用户数据是在彼此分离的逻辑通道上传输的,而Ｘ.25的信令分组和数据分组是同一逻辑信道上传输的;帧中继采用面向连接的交换虚电路业务和永久虚电路业务。X.２５的分组层为交换虚电路和永久虚电路连接提供分组传输;帧中继和X.25都在数据链路层上传送数据流，且最大单元都是帧。X.2５具有有效的流量控制;而帧中继提供拥塞控制和宽带管理机制。】

5．1０什么是ATM?ATＭ具有哪些技术特征?B-ISDＮ与ATM有何关系?

ATM是一种高速分组传送模式，在这一模式中,信息被组织成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。它综合了电路交换和分组交换的优势。

(1)ATＭ是统计时分复用技术

(2）ＡTM分组（信元)长度固定、短小

（3)ＡＴM支持多业务传输

(4)ATM是面向连接的传输技术。

Ｂ－ISDN采用的传输和交换技术是ATＭ技术。

５.11AＴM信元结构是怎样的？信元首部包含哪些字段?各有何用？

信头：包含表征信元去向的逻辑地址、优先级等控制信息

信息段:用于装载来自不同用户、不同业务的信息

５．12、简要说明VP交换和ＶC交换

VP交换：交换机将一条ＶP上所有的ＶＣ链路上的ＡTM信元全部转送到另一条ＶP，交换过程中不改变VCI值。

VC交换:VC交换是指ＶPI值与VCI值都要进行改变的交换

5.１3ATM协议参考模型包含那三个平面?它们的作用什么？

协议模型包含三个平面,分别表示用户、控制和管理功能。

用户平面采用分层结构，提供用户信息的传送。

控制平面提供呼叫和连接控制功能，用于信令消息的传送,控制平面也采用分层结构。

管理平面提供两种功能:１.面管理。不分层，实现与整个系统有关的管理功能,并完成所有

平面之间德尔协调工作。

2.层管理。采用分层结构，实现网络资源和协议参数的管理,处理

操作、管理和维护业务流。

5.１4说明ＡTM的物理层、AＴM层、ＡAＬ层的作用。AＴM适配层是位于ATＭ交换机中还是位于ＡTM端系统中,支持哪些业务?

物理层：利用通信线路的比特流传送功能实现ATＭ的信元传送,并确保传送连续的ATＭ信元时不错序。

ATM层:1,将不同连接的信元复用在一条物理通路上，并向物理层输送信元流,及其逆过程

2.信元标识的翻译，以实现ATＭ交换或交叉连接功能。

3.通过CLＰ来区分不同QOS的信元

4．发生拥塞时在用户信元头中增加拥塞指示。

5.ＡAL递交的SＤU增加信元头，并在你想提取信元头。

6.在UNＩ上实施一般流量控制。

AAL层：增强ＡTM的数据传输能力,以适应各种通信业务的要求。AAL层在ATM系统中。AＡL层支持的业务:

第七章

7.６路由器如何分析出一个IP地址是属于哪个网络的?如果路由表中有对应该网络的多个表项，该如何转发此ＩＰ分组?如果路由表中没有对应该网络的表项,该如何转发此ＩP分组？

根据路由表查询。采用最长的网络前缀匹配。宣布选路出错。

?7．9 什么叫IＰ地址网络前缀?路由器根据网络前缀对IP分组的转发,与ATM交换机根据ＶＰI/ＶCI对信元的转发有何异同?

IP地址网络前缀:与地址的网络部分相对应的IP地址部分。比如B类地址的网络前缀是/１６（即前16位表示地址的网络部分，且255.255.0.0是对应的默认子网掩码）

路由器根据网络前缀对IP分组的转发中,路由器读取IＰ包头部中的目的地址信息，将目的地址与路由表中的地址前缀进行最长匹配运算,以最佳匹配结果来做出转发决定。这种匹配运算不是定长的部分匹配算法，算法复杂程度因地址前缀的不同而不同。通常，IP转发运算由软件或专用芯片完成。

在ATM交换中，ATM交换网络对信元转发方向的选择完全根据信元携带的VPI/VCI值决定，进行的是针对定长的完全匹配运算。定长匹配算法相对比较简单，通常由硬件完成,因此ATM 交换的效率比较高。

?７.1０在第二层局域网交换机中，数据帧是如何转发的？

根据ＭAC地址查询站点表以向目的网段/端口转发,如果无改MAC地址,则采用“泛洪法”。?

第八章?８．1在第二层交换机和逐包式第三层交换机中，分组的转发过程有何异同？

二层交换机主要根据MAC地址(或帧中继/ＡTM连接标识）转发分组，对分组基本不做修改，采用直通方式,速度快。交换机需要记住每个终端设备的MＡC地址和对应端口号，难以更好的扩展，难以管理。

逐包式按照IP地址和VLAN标记之间的对应关系，由AＳIC完成IP 分组和VLAN标记的更新和修改,将IＰ分组直接转发，转发速率和局域网二层交换机的速率相同，从而克服了VＬAＮ之间通过路由器连接速率较慢的问题。

?8．２在MPLS网络中,各标记交换路由器能否使用统一的标记？为什么？

能,在一个LSP建立的过程中把标志串联在一起（标记绑定）可以实现。

8.４MPLＳ和ATM、帧中继都是标记交换,MＰＬＳ采取了什么关键技术使其更具优势？

在标记的基础上基于标准的IP路由协议。

8.5标记交换路由器根据标记路由表对IP分组进行转发,与普通路由器根据路由表对IP分组的转发有什么不同?

转发速率更快，不需要对所有的分组都进行解封装提取ＩP地址的过程，引入了第二层交换的功能，使速率大大提升。

?第十章

1、下一代网络分为那些层次?各实现什么功能？

接入层:通过各种接入手段将各类用户连接至网络,并将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。例如：将话音信号分割成ATＭ信元或IP包。

传送层：采用分组技术，提供一个高可靠性的、提供QoS保证和大容量的统一的综合传送平台。