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现代交换技术课件第二章
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目录
01
交换技术概述
02
电路交换技术
03
分组交换技术
04
信元交换技术
05
交换网络结构
06
交换技术的未来趋势
交换技术概述
章节副标题
01
交换技术定义
交换技术是网络通信中用于数据传输的设备和协议的集合，它允许数据包在不同网络节点间传递。
交换技术的基本概念
交换技术主要在局域网内工作，侧重于数据包的快速转发；而路由技术则涉及不同网络间的路径选择。
交换技术与路由技术的区别
交换技术通过识别数据包的目的地址，动态建立连接路径，实现网络中数据的有效传输和交换。
交换技术的功能与作用
01
02
03
交换技术的发展
19世纪末，电话的发明标志着电路交换技术的诞生，为通信领域带来革命。
电路交换技术的起源
20世纪60年代，分组交换技术出现，它通过数据包传输提高了网络效率。
分组交换技术的兴起
MPLS技术在90年代末提出，它优化了数据传输路径，提升了网络的灵活性和效率。
多协议标签交换（MPLS）的创新
21世纪初，SDN技术的出现，通过软件控制网络，实现了网络资源的动态分配和管理。
软件定义网络（SDN）的变革
01
02
03
04
交换技术的应用
交换技术在局域网中广泛应用，通过交换机连接多台计算机，实现数据高效传输。
局域网交换
01
广域网交换技术如MPLS，用于连接不同地理位置的网络，提供高速、安全的数据通信服务。
广域网交换
02
虚拟交换技术如VXLAN，允许在物理网络上创建虚拟网络，提高网络资源的利用率和灵活性。
虚拟交换技术
03
电路交换技术
章节副标题
02
电路交换原理
电路交换开始于建立一个固定的物理路径，如电话呼叫时的拨号过程。
建立连接
一旦连接建立，数据将通过这个专用的电路进行传输，保证了传输的连续性。
传输数据
在数据传输期间，电路保持连接状态，确保信息的实时和准确传递。
维持连接状态
数据传输完成后，电路会被释放，资源可以用于其他通信连接。
释放连接
电路交换优缺点
电路交换提供稳定的通信质量，适合实时性强的语音和视频通话，如传统电话系统。
电路交换的优点
01
电路交换在建立连接时需占用固定资源，效率低，不适用于数据传输频繁的互联网环境。
电路交换的缺点
02
电路交换实例分析
早期电话网络采用电路交换技术，如贝尔系统的电话交换机，实现了点对点的实时通信。
01
电话网络的历史
PSTN是电路交换技术的经典应用，通过电话线和交换机连接，提供稳定的语音通信服务。
02
公共交换电话网络(PSTN)
如早期的AMPS系统，使用电路交换技术处理移动电话的呼叫和通话，是移动通信的先驱。
03
模拟移动电话系统
分组交换技术
章节副标题
03
分组交换原理
通过流量控制和拥塞管理机制，分组交换技术可以避免网络过载，保证数据包的有序传输。
流量控制与拥塞管理
分组交换网络使用动态路由算法，根据网络状况实时选择最佳路径，提高数据传输效率。
动态路由选择
在分组交换中，信息被分割成小的数据包，每个包包含源和目的地址，便于网络传输和路由。
数据包的封装与解封装
分组交换优缺点
01
分组交换通过数据包的独立路由，提高了网络资源的利用率，减少了延迟。
02
由于分组独立传输，网络拥堵时部分数据包可绕行，减轻了网络拥塞问题。
03
分组交换设备相对简单，易于维护，降低了网络建设和运营成本。
04
分组在传输过程中可能丢失或乱序，需要额外的协议来保证数据的完整性和顺序。
05
分组交换网络中数据包可能被截获或篡改，需要加密和认证机制来保障通信安全。
高效的数据传输
网络拥堵的缓解
成本效益
数据完整性风险
安全问题
分组交换实例分析
互联网中，数据通过IP分组进行传输，每个分组独立路由，最终在目的地重组。
互联网数据传输
异步传输模式(ATM)是一种早期的分组交换技术，使用固定长度的分组进行高速数据传输。
ATM网络
帧中继是一种广域网技术，它使用分组交换来传输数据帧，适用于多种网络环境。
帧中继
在移动通信中，分组交换技术用于传输语音和数据，如4G和5G网络中的分组核心网。
移动通信网络
信元交换技术
章节副标题
04
信元交换原理
信元是ATM网络中的基本数据单元，包含固定长度的53字节，用于高效传输。
信元的定义与结构
每个信元包含一个5字节的头部，用于标识虚拟路径和虚拟通道，实现信元的路由选择。
信元头部信息
信元交换涉及信元的接收、存储、排队和转发，确保数据快速准确地到达目的地。
信元交换过程
信元交换优缺点
信元交换技术具有低延迟和高带宽利用率的特点，适合实时数据传输，如视频会议。
信元交换的优点
由于信元大小固定，对于小数据包传输效率不高，可能会造成带宽的浪费。
信元交换的缺点
信元交换实例分析
IPov
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