程控交换机的基本原理程控交换机原理是什么？

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2020-03-05 19:26:54 来源：朵拉利品网

1, 程控交换机原理是什么？

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。
学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。
消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。
交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口，用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。
一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量。
交换机通过以下三种方式进行交换：
1）直通式：
直通方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于不需要存储，延迟非常小、交换非常快，这是它的优点。它的缺点是，因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力。由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通，而且容易丢包。
2）存储转发：
存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。它把输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC（循环冗余码校验）检查，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，有效地改善网络性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。
3）碎片隔离：
这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节，如果小于64字节，说明是假包，则丢弃该包；如果大于64字节，则发送该包。这种方式也不提供数据校验。它的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。
简略的概括一下交换机的基本功能：
1. 像集线器一样，交换机提供了大量可供线缆连接的端口，这样可以采用星型拓扑布线。
2. 像中继器、集线器和网桥那样，当它转发帧时，交换机会重新产生一个不失真的方形电信号。
3. 像网桥那样，交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑。
4. 像网桥那样，交换机将局域网分为多个冲突域，每个冲突域都是有独立的宽带，因此大大提高了局域网的带宽。
5. 除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外，交换机还提供了更先进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。
交换机的传输模式
传输模式有全双工，半双工，全双工/半双工自适应
交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前的交换机都支持全双工。全双工的好处在于迟延小，速度快。
提到全双工，就不能不提与之密切对应的另一个概念，那就是“半双工”，所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，一条窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两量车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是实行半双工的产品。

2, 程控电话交换机原理是什么？

模拟用户接口是集团电话、程控交换机连接普通模拟终端（如：普通电话机、传真机等）的接口电路，也常称为：用户端口。在交换系统中，由于处理交换采用数字化和集成化，对于电流和电压较高的电信号不能被直接处理，所以许多功能必须由用户接口电路来处理。这部分电路单元通常占交换机系统总成本的60%左右，就是我们在集团电话、程控交换机中所说的：模拟用户板、专用分机板、数字分机板等等。单位一般是按线数或者端口数算，例如：每板8端口、16端口、24端口。
用户电路的功能：
1，馈电
俗成：供电。馈电方式有电压馈电和电流馈电两种。所有连接在交换系统的终端，都是由交换机向其供电。一般程控交换机的馈电电压在48V，通话馈电电流在20毫安—50豪安之间。小型集团电话及部分进口集团电话的馈电电压在30V左右，馈电电流在20毫安—60毫安之间，这就是为什么程控交换机比集团电话传输距离更远的原因之一。
2，过压保护
即使在外部配线部分安装保安器，并且接地以后，在雷击等瞬间高压时，其残余端电压仍会在100V以上，这对交换机来说是致命大打击，故必须采取过压保护措施。相应的会有过流、过压保护。
3，振铃
振铃电压较高，国内一般为 90V左右。一般采用继电器来控制铃流接点。振铃是由交换机系统来控制，当需要振铃时，发出控制信号，是继电器闭合，振铃电路发出铃流信号至用户。当用户摘机时，摘机信号由振铃监视电路检测，立即切断振铃。有些集团电话这部分功能由高压电子器件实现，取消掉了继电器。
4，状态监控
通过对线路的通/断状态可以反馈出以下状态：
1，用户摘机、挂机、通话状态。
2，话机拨号发码。
5，信号转换
用户电路实际上是模拟电路和数字电路间的接口。用户电路从终端方收到的都是电信号的模拟信号，所以上交处理系统时转换成数字信号，这部分是由编码器实现的。同样在收到处理结果为数字信号要变成模拟信号，这部分是由译码器来实现的。
6，混合电路
普通话机送出的信号都是模拟信号，采用二线进行双向传输，而专用话机等用到PCM数字信号，在去话方向上进行编码，在来话方向上需要译码，这样就必须采用四线制传输。这就是为什么一些集团电话、程控交换机上的专用话机需要四芯线路，而通常所说的数字话机专用话机，为必是全数字话机，正规说应该是叫做：混合专用话机。

名词解释

交换机

网络交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性能价格比高、高度灵活、相对简单、易于实现等特点。所以，以太网技术已成为当今最重要的一种局域网组网技术，网络交换机也就成为了最普及的交换机。

端口

计算机\"端口\"是英文port的意译，可以认为是计算机与外界通讯交流的出口。

数据包

包（Packet）是TCP/IP协议通信传输中的数据单位，一般也称“数据包”。一个数据包分成两个部分，包括控制信息（头，header）和数据本身（负载，payload）。我们可以将一个数据包比作一封信，头相当于信封，而数据包的数据部分则相当于信的内容。