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交換與路由技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，采用不同交換路由技術(shù)的節(jié)點(diǎn)交換設(shè)備可組成提供不同業(yè)務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)。本章主要講述典型網(wǎng)絡(luò)分類、組網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)、各種節(jié)點(diǎn)交換技術(shù)，節(jié)點(diǎn)交換技術(shù)與OSI模型的關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及節(jié)點(diǎn)交換系統(tǒng)的基本功能。    

（1）典型網(wǎng)絡(luò)分類及組網(wǎng)基本技術(shù)要素

1.典型網(wǎng)絡(luò)分類

       典型網(wǎng)絡(luò)指目前正在運(yùn)營(yíng)的主要網(wǎng)絡(luò)，要區(qū)分不同的典型網(wǎng)絡(luò)，關(guān)鍵在于該網(wǎng)絡(luò)使用的交換技術(shù)。因此將目前主要的運(yùn)營(yíng)網(wǎng)路種類、各種運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)提供的主要業(yè)務(wù)、使用的交換設(shè)備及交換技術(shù)列在表1中，其中，移動(dòng)通信網(wǎng)的內(nèi)容與無線傳輸技術(shù)不好分開，故可參閱第10章中的相關(guān)內(nèi)容。另外，還有一些典型的運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)未列在表中，如以太網(wǎng)和有線電視網(wǎng)（CATV）等。

表1    典型網(wǎng)絡(luò)分類

       以太網(wǎng)是一種總線型計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，占據(jù)了計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)市場(chǎng)80%以上的份額。由于它的結(jié)構(gòu)及技術(shù)較為復(fù)雜，很難簡(jiǎn)單地概括在表1中，故其相關(guān)內(nèi)容可參閱第6.3節(jié)中的詳細(xì)介紹。

       有線電視源于共用天線系統(tǒng)（MATV）。MATV采用幾個(gè)具有良好接收效果的天線接收電視信號(hào)，經(jīng)濾波、放大處理后，用同軸電纜分配給各用戶。在MATV的基礎(chǔ)上引入衛(wèi)星轉(zhuǎn)播節(jié)目等多種節(jié)目源，并加大用戶覆蓋范圍，形成以同軸電纜為傳輸媒體的閉路電視網(wǎng)（CCTV）。隨著CCTV規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在主干線路上使用光纜，分配網(wǎng)絡(luò)仍用同軸電纜,形成了光纖與電纜混合作為傳輸媒體的HFC有線電視網(wǎng)，并可進(jìn)一步擴(kuò)大為現(xiàn)代有線電視網(wǎng)（CATV）。有線電視網(wǎng)雖然用戶數(shù)量巨大，實(shí)時(shí)性和帶寬能力也很好，但它是單向分配型網(wǎng)絡(luò)，與此處介紹的運(yùn)營(yíng)有所不同，故本書不再作具體介紹。當(dāng)然，CATV也可改造成為具有雙向通信功能、交換功能和網(wǎng)管功能的寬帶網(wǎng)絡(luò)，但要付出較大的投資。

  2.組網(wǎng)基本技術(shù)要素

       在規(guī)劃、建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營(yíng)一種典型網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常會(huì)從其基本技術(shù)要素入手，下面簡(jiǎn)要介紹基本技術(shù)要素的概念，詳細(xì)資料可參閱各種具體典型網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)內(nèi)容。

      （1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

       網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指網(wǎng)絡(luò)中終端與節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的連接方式。包括：

       • 網(wǎng)狀網(wǎng)（格狀網(wǎng)）——效率高、管理復(fù)雜、成本高；

       • 分級(jí)網(wǎng)——效率低、管理簡(jiǎn)單、成本低。

       在我國(guó)，大多數(shù)通信網(wǎng)絡(luò)為分級(jí)網(wǎng)，且其中大部分為三級(jí)網(wǎng)，同級(jí)中也使用網(wǎng)狀網(wǎng)（格狀網(wǎng)）。在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中通常多使用星型、總線型、環(huán)型、樹型等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

     （2）編號(hào)計(jì)劃

       網(wǎng)絡(luò)中所有終端與節(jié)點(diǎn)都必須有編號(hào)來識(shí)別身份，編號(hào)是交換和路由的基礎(chǔ)，具有重要的網(wǎng)絡(luò)尋址功能，不同的網(wǎng)絡(luò)中使用的編號(hào)方式不同。

     （3）計(jì)費(fèi)方式

       各種網(wǎng)絡(luò)中使用自己的計(jì)費(fèi)方式。

       其他技術(shù)要素還包括路由選擇、流量控制等。

二、交換在網(wǎng)絡(luò)中的作用

       交換設(shè)備是通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，隨著通信網(wǎng)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，新技術(shù)、新設(shè)備和新的標(biāo)準(zhǔn)不斷出現(xiàn)。交換系統(tǒng)也從單一的鏈路接續(xù)變?yōu)榧畔⒔粨Q、信息處理和信息數(shù)據(jù)庫(kù)為一體的大型復(fù)雜設(shè)備。通信交換的基本含義就是在通信網(wǎng)上建立起四通八達(dá)的立交橋.以達(dá)到快速、經(jīng)濟(jì)并滿足服務(wù)質(zhì)量要求的信息轉(zhuǎn)移的目的。由于交換設(shè)備最先應(yīng)用于電話網(wǎng)中，所以本小節(jié)以電話網(wǎng)為例，討論交換是如何引入網(wǎng)絡(luò)的及其作用如何。

1.交換的引入

       通信的目的是實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間、任意地點(diǎn)和任意用戶之間信息的傳遞。在最初的僅涉及兩個(gè)終端的單向或交互通信的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)中，信息以電信號(hào)的形式傳輸。系統(tǒng)至少由終端和電線（電纜）組成，如圖4.1所示。終端將含有信息的消息，如話音、圖像、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)等轉(zhuǎn)換為電信號(hào)形式，同時(shí)將來自電線（電纜）的電信號(hào)還原成原始消息；電線（電纜）則把電信號(hào)從一個(gè)地點(diǎn)傳送至另一個(gè)地點(diǎn)。