数据通讯与计算机网络讲义08章.ppt
第8章-1,第 8章 交换,第8章-2,通信系统和计算机网络的基本目的是在多个端设备间传送信息。连接端设备有不同的方式：各端设备之间的直接互连可提供专用通道，但建设成本高，线路利用率低。采用共享介质的多点连接方式，如总线拓扑结构，适于端设备数目不多、距离较近的场合。对于跨度大、端设备数目多的网络，通常采用由交换设备构成的交换网。,第8章-3,交换网的分类,第8章-4,8.1 电路交换,每对用户独占各段链路上的特定信道。交换在特定用户间的各段链路上动态分配相应的独占信道。,第8章-5,FDM,TDM方式的电路交换(使用同步TDM),FDM方式的电路交换,第8章-6,Delay in a circuit-switched network,第8章-7,8.2 数据报网络,第8章-8,数据报网络中，无“资源预约”，资源被动态分配。,第8章-9,数据报网络中的路由表,4150,第8章-10,数据报网络的时延,第8章-11,8.3 虚电路网络,Establish connection(Setup,teardown)（建立连接，撤除连接）Resources allocated，but no dedicate channel（资源分配，但不独占信道）Local scope address(virtual circuit identifier)（局部地址）Packets follow the same path（同“源宿”的分组相同路径）,第8章-12,Virtual-circuit identifier and Switch tables,第8章-13,data transfer,第8章-14,第8章-15,Setup acknowledgment,第8章-16,a.连接请求过程,虚电路交换,1建立连接,A B:89,b.连接响应过程,A B:89,89,67,45,AB:23,第8章-17,2数据传送,1,23,3,1,45,2,67,2,67,3,89,45,AB:23,A B:89,第8章-18,数据以被分割的帧（或分组）结构进行传送（此项同于数据报交换）。在两端设备之间通过网络中的交换机建立一条暂时的连接（此项同于电路交换）。帧中需有局部的用户标识（此项相近又区别于数据报交换）。帧在中间节点存在随机的排队时延（此项同于数据报交换）。在连接存在期间，用户数据传送途经相同的路径，但用户不独占信道（此项相近又区别于电路交换）。,虚电路的特点：,第8章-19,虚电路网络的时延,第8章-20,8.4 交换机的结构,电路交换机的结构,纵横式交换机（Crossbar switch）,空分交换机（Space division switch）,优点：无阻塞；无迟滞缺点：开关利用率低；端数受限,第8章-21,多级纵横式交换机（Multistage switch）,3-stage switch:crosspoints is 2kN+k(N/n)2 N2,下级输入线数前级交换机个数 下级交换机个数前级输出线数,第8章-22,According to the Clos criterion:由 k=2n 1（无阻塞条件）（第二级交换机的个数）求出 n=(N/2)1/2（最小值）（第一级每个交换机的输入线数）代入得到，Crosspoints 4N(2N)1/2 1,3-stage switch:crosspoints 2kN+k(N/n)2,第8章-23,For N=200,design a 3-stage switch,using the Clos criteria.,let n=(200/2)1/2=10.So k=2n 1=19.In the first stage,there are N/n=200/10=20 crossbars,each with nk=1019 crosspoints.In the second stage,there are k=19 crossbars,each with N/n N/n=2020 crosspoints.In the third stage,there are 20 crossbars each with kN=1910 crosspoints.The total number of crosspoints is 20(1019)+19(2020)+20(1910)=15200.(=4N(2N)1/2 1),Example 8.4,Solution,n=(N/2)1/2 k=2n 1 Crosspoints=4N(2N)1/2 1,第8章-24,时分交换机（Time division switch）,时隙交换（Time-slot interchange）,第8章-25,第8章-26,第8章-27,8端PCM时隙交换机,(略),第8章-28,TST(Time-space-time)switch,第8章-29,大容量数字交换机（TST 结构）,DA1,DA32,16路PCM,512 个单元,16路PCM,。,。,512 个单元,CA1,CA32,CB32,CB1,DB1,DB32,2,a,2 7,b 115,115 263,2,263,115,7,.,1,32,1,32,2,b,115,a,32,263,1 7,.,(输出控制 的时隙S 交换机),1,32,.,.,顺序写入/控制读出,控制写入/顺序读出,输入线号,16路PCM,16路PCM,假设处理机分配给A在交换机内部占用的时隙为第7个时隙，则分配给B的内部时隙为 512/2+7=263时隙(对偶)。,用户A占用第1个T接线器的第2时隙(a)，用户B占用第32个T接线器的第115时隙(b)，A与B通话。,第8章-30,分组交换机的结构,第8章-31,交换阵列,Banyan交换机,每个开关为“2入2出”；n个输入，每级n/2个开关，log2n 级；每路寻址比特数为log2n。,第8章-32,Examples,第8章-33,Examples,内部冲突：如若第7路的寻址地址为011，则在第二级冲突。输出端冲突：如两路的寻址地址相同，则在输出端冲突。,第8章-34,Batcher-banyan switch,解决内部冲突,解决输出端冲突,第8章-35,榕树交换机（Banyan）,信元头中的3 bit 用于决定3级的路由(0上/1下),第8章-36,白切尔-榕树交换机（Batcher-Banyan）,白切尔交换机用于按地址对信元排序：比较两个输入信元的输出地址大小；地址大的送到箭头所指端口，地址小的送到另一端口；仅一个输入信元，送到箭头反向的端口。对 n 输入端/n 输出端的白切尔交换机，当有 k 个(kn)信元输入时，这 k 个信元将按地址大小顺序排列在前 k 条输出线上。不足：不能处理输出端冲突(多个信元同输出端)和广播(单信元多输出端)。改进措施：在白切尔交换机和榕树交换机之间加入Trap处理模块。）,第8章-37,例画出传输路径,地址大：箭头所指端口；地址小：箭头反向端口；仅一个输入信元，送到箭头反向的端口。,
