第二章 交换网络 现代交换技术知识课件.ppt

通信网安全研究小组 周贤伟 数据信道字有效数据位8bit或14bit. 树型结构特性： 每个输入端通过N级交换单元均可以到达任何输出端； banyan网络的级数k = log2N， N表示入线或出线数 单通路特性： banyan的任一入端到任一出端之间，具有1条且仅有一条通路。 Banyan 网络的特征（1） 自选路由，即是给定出线地址，不用外加控制命令，就可选到出线。 Banyan 网络的特征 自选路由特性： Banyan 网络的自选路由特性 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 1 0 0010 0 1 1 0 0110 入线4 出线2 入线6 出线6 可扩展性： banyan的构成具有一定的规律，可以采用有规则的扩展方法将较小容量的banyan扩展成较大规模。 如从已有N X N的BANYAN网络，扩展成2N X 2N的BANYAN网络，可用2组N X N，再加上一组N个2X2交换单元构成。 Banyan 网络的特征 4 X 4的BANYAN扩展成 8 X 8的BANYAN 8 X 8扩展成 16 X16的BANYAN网络 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 Banyan 网络的特征（4） 内部链路竞争 内部线路竟争性： banyan是具有内部竞争的有阻塞网络。 入线4 出线4 入线6 出线6 同时建立两个连接： 和 1）可以通过增加多级交换网络的级数来消除内部阻塞。 2）使用排序-banyan网络——BATCHER-BANYAN网络。 解决内部阻塞的方法 解决内部阻塞——增加网络级数 Banyan 网络 通过增加网络级数，可以达到无阻塞，但失去了 唯一路径特性和自动选路特性。 BENES 网络 内部链路竞争 解决内部阻塞——加入排序网络 x y min(x,y) max(x,y) 向上排序器 x=0010 y=0001 min(x,y) max(x,y) 向下排序器 当排序器的输入只有一个时，则排序器将它作为选路标签小的信息来处理。 Batcher网络是由被称为batcher排序器（sorter）的2×2排序器构成，它实际上是一个两入线/两出线的比较单元，分为向下排序器与向上排序器两种。 BATCHER-BANYAN网络——举例 和 入线0 出线3 入线1 出线7 建立三个连接： 入线4 出线2 CLOS网络 … … … 1 n … 1 n 1 n 1 n … … 1 … 1 m 1 r 1 1 r m m m m 1 1 1 1 1 1 1 1 r r r r 3级CLOS网络 为了减少交叉点总数而同时具有严格的无阻塞特性， CLOS于1953年在贝尔实验室构造了这个N×N无阻塞交换网络，推出了严格无阻塞的条件，这就是著名的CLOS网络。 CLOS网络 CLOS网络一般使用在大型电话交换系统中，属于多级交换网络。 假设CLOS网络有M条入线与N条出线， 如果M=N，我们称这样的CLOS网络为对称的CLOS网络， 否则为非对称的CLOS网络。 对称的CLOS网络使用广泛，除非特别说明一般指 对称的3级CLOS网络。 3级CLOS网络 3级CLOS网络——定义 入线N被划分为r组，每组有n条入线，即N = r×n。 第一级共有r个n×m的交换单元； 第二级恰好有m个r×r的交换单元，第一级的每一个交换单元的m条出线分别接到第二级中的m个交换单元，同时第二级的每一个交换单元共有r条输入线； 第三级交换单元是m×n规模的，共有r个，第二级交换单元的r个输出分别连接到第三级的r个交换单元。 CLOS网络——特征 假设CLOS网络的第K级交换单元的个数为nk，K级每个交换单元的输入线数和输出线数分别为ik、ok， 对于一个N×N的3级CLOS网络，有下列关系存在： n1=N/i1，o1=n2，i2=n1，o2=n3，i3=n2，n3=N/o3 ； 对于一个N×N的K级CLOS网络，有下列关系存在： n1= N/i1，ik= nk-1，ok= nk+1，nk= N/ok。 CLOS网络属于多通路交换网络 在