通信技术概述-OSI模型-各类网络协议-信道复用方式-数据.doc

通信基础技术概念3说明3OSI参考模型与各种网络协议3各种数据单位31物理层信息单元-比特流（bit）:32数据链路层信息单元-数据帧（Frame）：33网络层信息单元-数据包（Packet）：34传输层信息单元-数据报（Datagram）/数据段(Segment)：45-7会话层/表示层/应用层信息单元-消息（message）：4其他概念4OSI七层模型图表，功能与对应的设备5不同协议及其在OSI模型中的对应关系6TCP/IP在OSI模型中的对应关系6TDM设备在OSI模型中的对应关系7ATM设备在OSI模型中的对应关系7Windows中常见的网络协议81.TCP/IP协议82.IPX/SPX协议93.NetBEUI协议94.Microsoft网络的文件和打印机共享9Linux/Unix系统中常用的网络协议9Linux系统网络协议简述9Linux主要支持TCP/IP，IPX，X.25，AppleTalk10网络设备所采用的操作系统10Cisco IOS操作系统10Huawei VRP 与H3C Comware操作系统10Juniper JUNOS操作系统11交换技术11为什么要交换11面向连接的交换与面向非连接的交换12面向连接的交换12面向非连接的交换12交换技术的分类13电路交换技术(CS: Circuit Switching)13采用DSLAM接入,TDM方式传送的语音与数据业务的原理理解13分组交换(PS: packet switching)14ATM交换14IP交换包交换/数据包分组交换15帧中继FR（Frame Relay）15光交换技术15总结15信道复用技术16TDM时分复用16TDMA18STDM统计时分复用 (Statistic TDM)18FDM频分复用19OFDM与FDM区别20CDM码分复用21CDMA码分多址21同步码分多址技术21WDM波分复用22SDM统计复用22总结22网络层次，相关技术与设备23核心网23传输网/承载网(就IP业务而言)23接入网23通信基础技术概念Skype ID: jeechina QQ: 1519373417说明申明：只是一些个人体会,不能保证恰当或正确,某些地方或许比较浅陋，请多包涵，有兴趣者可以通过skype或者QQ探讨，SkypeID: jeechina, QQ: 1519373417，更多相关技术文章都已经上传至百度文库，百度文库ID: cashjicashji 本文的主要目的是将各种通信概念的层次进行梳理,希望能够帮助梳理繁多的通信术语进行分层次总结，理清思路。文章主要包涵OSI七层模型,信道复用,交换技术核心层,传输层,接入层的不同技术与发展趋势OSI参考模型与各种网络协议各种数据单位在解释七层协议之前首先解释一下各个层的数据单位，OSI七层协议中高一层的内容由下低一层的内容来传输，OSI 参考模型的各层传输的数据和控制信息具有多种格式，常用的信息格式包括帧、数据包、数据报、段、消息、元素和数据单元。信息交换发生在对等OSI层之间， 在源端机中每一层把控制信息附加到数据中，而目的机器的每一层则对接收到的信息进行分析，并从数据中移去控制信息，下面是各信息单元的 1物理层信息单元-比特流（bit）: 物理层 比特流 设备之间比特流的传输，物理接口，电气特性等2数据链路层信息单元-数据帧（Frame）：是一种信息单位，它的起始点和目的点都是数据链路层，“包”是包含在“帧”里的，数据帧的每一帧里面包只含一个数据包，并在数据包的基础上加上MAC地址等信息构成数据帧。“帧”数据由两部分组成：帧头和帧数据。帧头包括接收方主机物理地址的定位以及其它网络信息。3网络层信息单元-数据包（Packet）：也是一种信息单位，它的起始和目的地是网络层。网络层将来自传输层的数据报/数据段进行分片打包，并为每个数据包加上IP地址等信息。数据包主要由“目的IP地址”、“源IP地址”、选路信息，“净载数据”等部分构成。数据包是从传输层获得数据报之后，将从传输层获得的数据报加上目的IP地址和源IP地址等信息构成。注：由于不同的网络又不同的MTU限制，所以路由器就肩负起了将大的IP数据包进行分片，切割成小的数据包进出传输，并进行分片重组的作用4传输层信息单元-数据报（Datagram）/数据段(Segment)：通常是指起始点和目的地都使用无连接网络服务(UDP协议)的的网络层的信息单元,数据段（Segment）通常是指起始点和目的地都是传输层的信息单元（比如TCP协议）。传输层将来自高层（会话层/表示层/应用层）的数据加上系统端口号等信息便形成了数据段/数据报。传输层也称为运输层。传输层只存在于端开放系统中，是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层，但是很重要的一层。因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层。 有一个既存事实，即世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异。例如电话交换网、分组交换网、 公用数据交换网、局域网等通信子网都可互连，但它们提供的吞吐量、传输速率、数据延迟通信费用各不相同。对于会话层来说，却要求有一性能恒定的界面。传输 层就承担了这一功能。它采用分流/合流、复用/介复用技术来调节上述通信子网的差异，使会话层感受不到。 此外传输层还要具备差错恢复、流量控制等功能，以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差 异。传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址，而是和会话层的界面端口。上述功能的最终目的是为会话提供可靠的、无误的数据传输。传输层的服务一般 要经历传输连接建立阶段、数据传送阶段、传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程。而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种。 传输层服务分成5种类型。基本可以满足对传送质量、传送速度、传送费用的各种不同需要.5-7会话层/表示层/应用层信息单元-消息（message）：是指起始点和目的地都在网络层以上（经常在应用层）的信息单元。会话层提供的服务可使应用建立和维持会话，并能使会话获得同步。表示层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由表示层负责。例如图像格式的显示，就是由位于表示层的协议来支持。应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。 应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。其他概念协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）是指对等层次之间传递的数据单位。 协议数据单元(Protocol Data Unit )物理层的 PDU是数据位（bit），数据链路层的 PDU是数据帧（frame），网络层的PDU是数据包（packet），传输层的 PDU是数据段（segment），其他更高层次的PDU是数据（data）。元素（cell）是一种固定长度的信息，它的起始点和目的地都是数据链路层。元素通常用于异步传输模式（ATM）和交换多兆位数据服务（SMDS）网络等交换环境。数据单元（data unit）指许多信息单元。常用的数据单元有服务数据单元（SDU）、协议数据单元（PDU）。SDU是在同一机器上的两层之间传送信息。PDU是发送机器上每层的信息发送到接收机器上的相应层（同等层间交流用的）。Packet（数据包）：封装的基本单元，它穿越网络层和数据链路层的分解面。通常一个Packet映射成一个Frame，但也有例外：即当数据链路层执行拆分或将几个Packet合成一个Frame的时候。 数据链路层的PDU叫做Frame（帧）；网络层的PDU叫做Packet（数据包）；传输层TCP的叫做Segment（数据段）；UDP的叫做Datagram。（数据报）在网络层中的传输单元（例如IP）。一个Datagram可能被封装成一个或几个Packets，在数据链路层中传输。OSI七层模型图表，功能与对应的设备OSI模型在逻辑上可分为两个部分：低层的1-4层关注的是原始数据的传输；高层的5-7层关注的是网络下的应用程序体会:无论什么类型的协议,一般均可以抽象遵守OSI的七层协议,这样的话不同的通信协议与标准都回用到OSI七层协议所对应的设备. 具体7层数据格式功能，连接方式与主要协议典型设备应用层 Application消息（message）网络服务与使用者应用程序间的一个接口，主要协议比如HTTP，SMTP，FTP网关表示层 Presentation数据表示、数据安全、数据压缩会话层 Session建立、管理和终止会话传输层 Transport数据组织成数据段Segment）(UDP的叫做Datagram数据报)用一个寻址机制来标识一个特定的应用程序（端口号），主要协议比如UDP,TCP，SPX等在计算机层面,是由操作系统来协调分配的.网络层 Network分割和重新组合数据包Packet基于网络层地址（IP地址）进行不同网络系统间的路径选择，主要协议如IP，ICMP，ARP，RARP，IPX，OSPF等路由器(路由器的传输目的是IP地址)数据链路层 Data Link将比特信息封装成数据帧Frame在物理层上建立、撤销、标识逻辑链接和链路复用 以及差错校验等功能。通过使用接收系统的硬件地址或物理地址来寻址，主要协议比如PPP，MP，SLIP，ISDN，LAPB，X.25，帧中继，HDLC等网桥(点对点使用,交换机的两个口就相当于一只网桥)、交换机(交换机的传输地址是物理地址,因此交换机不仅限于以太网,其他网络如x.25;ATM等都有交换机一说)、网卡VLAN的Tag和Untag实际上发生在OSI七层协议的第二层，也就是数据链路层。物理层Physical传输比特（bit）流建立、维护和取消物理连接，物理层协议比如有EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等中继器(信号的再放大与传输)和集线器(多口的中继器,对所有信号进行广播) /view/040d1f36ee06eff9aef807c9.html (集线器，交换机，路由器 设备的区别)无线与有线的区别之一就是在物理层,无线使用电磁信号为传输介质.有线使用光或点信号进行传输.无线发射与接收装置的协议主要体现在物理层1. 有线IP与无线IP协议体现在OSI的那一层?802.11是无线网路协议，属于链路层协议。TCP/IP可以理解为一个网络架构与OSI对应，也可以理解为TCP协议与IP协议。TCP是传输层协议，IP是网路层协议。实际上无线路由和无线网卡起的作用之一是: TCP/IP 和 802.11协议之间的转换不同协议及其在OSI模型中的对应关系TCP/IP在OSI模型中的对应关系TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，但TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。TCP/IP模型实际上是OSI模型的一个浓缩版本，它只有四个层次： TCP/IP的层对应OSI的层TCP/IP协议族各层的主要协议1.应用层应用层 表示层 会话层FTP(File Transfer Protocol）是文件传输协议一般上传下载用FTP服务，数据端口是20H，控制端口是21H Telnet服务是用户远程登录服务使用23H端口，使用明码传送，保密性差、简单方便DNS(Domain Name Service）是域名解析服务提供域名到IP地址之间的转换SMTP(Simple Mail Transfer Protocol）是简单邮件收发协议POP3(Post Office Protocol 3)邮局协议第3版本，用于接收邮件2.传输层传输层传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol）面向连接用户数据报协议UDP(User Datagram protocol）面向非连接3.网络层网络层IP(Internet Protocol）协议ICMP(Internet Control Message Protocol) 控制报文协议例如Ping命令就是发送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网络测试。IGMP, Internet Group Management Protocol (组播协议)ARP(Address Resolution Protocol）地址转换协议RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议OSPF Open Shortest Path First开放式最短路径优先是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP)BGP border gateway protocol边界网关协议4.网络接口层数据链路层和物理层 SLIP SLIP(Serial Line Internet Protocol串行线路网际协议)SLIP仍然是一种广泛使用的协议,它主要被用于支持TCP/IP网络控制协议(network control protocol，NCP)CSLIP Compressed SLIP 压缩的SLIP协议常用在Telnet，Rlogin之类的应用程序中PPP Point to Point Protocol 点对点协议MTU，ARP，RARPOSI模型的网络层同时支持面向连接和无连接的通信，但是传输层只支持面向连接的通信；TCP/IP模型的网络层只提供无连接的服务，但是传输层上同时提供两种通信模式。TDM设备在OSI模型中的对应关系TDM实际上是一种用电路交换技术，只对于OSI模型中的物理层进行了实现。ATM设备在OSI模型中的对应关系ATM也只是一种WAN封装交换技术，属于第二层封装，采用的是信元格式。ATM层与OSI参考模型的比较可以说，B-ISDN PRM的物理层或多或少地对应于OSI模型的第一层(物理层)，而且主要完成比特级的功能，这一点我们不做详细的讨论，而是着重考察ATM层与OSI参考模型的对应关系。ATM层上的虚连接与OSI物理层上的实连接不同建立虚连接是ATM层的一个重要功能，虚通路/虚通道连接相当于网络中A、B两点之间建设了一条虚线(Virtual Wire)，下表列出了OSI点到点基带物理层与ATM层的比较。OSI点到点基带物理层与ATM层的比较 OSI点到点基带物理层ATM层(假定基带传输)(物理链路)永久连接(除非故障或网络重构才断开)动态连接(可能呈现出半永久连接)连接的带宽等于物理层链路的比特率虚通路连接的带宽值可以为0物理层链路的比特率。一般说来，在一条物理链路上存在多条虚通路连接建立或关闭一条物理连接就意味着传输电缆物理上连接起来或物理上断开连接连接建立和释放过程由控制平面完成确实存在实际的铜线/光纤连接不存在铜线/光纤连接，而是虚连接B-ISDN UNI接口上ATM层的GFC控制与LAN环境中的MAC功能相类似事实上，B-ISDN UNI接口上需要支持多个终端接入，这对星形配置来说可能比较好与OSI点到点的物理模型相对应，而对共享媒体情形就需要解决带宽共享和接入竞争的问题。见下图所示。 ITU-T在ATM信头中定义了GFC域，用于解决共享媒体型CPN(Customer Premises Network用户基地网络)接入中的竞争问题，这使得GFC功能有些与LAN环境中的MAC功能相类似，而我们记得MAC位于OSI模型中数据链路中 的底部。下图表示了N-ISDN中LAP-D帧结构与B-ISDN PRM的ATM层协议数据单元的一种比较。小结：ATM层横跨OSI模型的第1层和第2层，大致处理相当于OSI物理层上部和数据链路层下部的一些功能。Windows中常见的网络协议1.TCP/IP协议 TCP/IP协议是协议中的老大，用得最多，只有TCP/IP协议允许与internet进行完全连接。现今流行的网络软件和游戏大都支持TCP/IP协议。2.IPX/SPX协议 IPX/SPX协议是Novell开发的专用于NetWare网络的协议，现在已经不光用于NetWare网络，大部分可以联机的游戏都支持IPX/SPX协议，例如星际、cs。虽然这些游戏都支持TCP/IP协议，但通过IPX/SPX协议更省事，不需要任何设置。IPX/SPX协议在局域网中的用途不大。它和TCP/IP协议的一个显著不同是它不使用ip地址，而是使用mac地址。3.NetBEUI协议 NetBEUI协议是有IBM开发的非路由协议，实际上是NetBIOS增强用户接口，是Windows 98前的操作系统的缺省协议，特别适用于在“网上邻居”传送数据，大大提高了在“网上邻居”查找电脑的速度。如果一台只装了TCP/IP协议的Windows 98电脑想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。现在的Win7操作系统中也提供是否开启NetBIOS协议的选项。该协议现在主要用于网络邻居的连接。4.Microsoft网络的文件和打印机共享 在局域网中设置了ip地址与子网掩码，网线也连接正常，但在“网上邻居”中别人就是看不到自己的电脑，估计多半是由于没有把本机的“Microsoft网络的文件和打印机共享”启用。Linux/Unix系统中常用的网络协议Linux系统网络协议简述Linux的网络接口分为四部份：网络设备接口部份，网络接口核心部份，网络协议族部份，以及网络接口socket层。 网络设备接口部份主要负责从物理介质接收和发送数据。实现的文件在linu/driver/net目录下面。 网络接口核心部份是整个网络接口的关键部位，它为网络协议提供统一的发送接口，屏蔽各种各样的物理介质，同时有负责把来自下层的包向合适的协议配送。 它是网络接口的中枢部份。它的主要实现文件在linux/net/core目录下，其中linux/net/core/dev.c为主要管理文件。 网络协议族部份是各种具体协议实现的部份。Linux支持TCP/IP，IPX，X.25，AppleTalk等的协议，各种具体协议实现的源码在 linux/net/目录下相应的名称。在这里主要讨论TCP/IP(IPv4)协议，实现的源码在linux/net/ipv4,其中linux /net/ipv4/af_inet.c是主要的管理文件。 网络接口Socket层为用户提供的网络服务的编程接口。主要的源码在linux/net/socket.c Linux的协议栈其实是源于BSD的协议栈，它向上以及向下的接口以及协议栈 本身的软件分层组织的非常好。 Linux的协议栈基于分层的设计思想，总共分为四层，从下往上依次是：物理层，链路层，网络层，应用层。 物理层主要提供各种连接的物理设备，如各种网卡，串口卡等；链路层主要指的是提供对物理层进行访问的各种接口卡的驱动程序，如网卡驱动等；网路层的作用是 负责将网络数据包传输到正确的位置，最重要的网络层协议当然就是IP协议了，其实网络层还有其他的协议如ICMP，ARP，RARP等，只不过不像IP那 样被多数人所熟悉；传输层的作用主要是提供端到端，说白一点就是提供应用程序之间的通信，传输层最着名的协议非TCP与UDP协议末属了；应用层，顾名思 义，当然就是由应用程序提供的，用来对传输数据进行语义解释的“人机界面”层了，比如HTTP，SMTP，FTP等等，其实应用层还不是人们最终所看到的 那一层，最上面的一层应该是“解释层”，负责将数据以各种不同的表项形式最终呈献到人们眼前。 Linux网络核心架构Linux的网络架构从上往下可以分为三层，分别是： 用户空间的应用层。 内核空间的网络协议栈层。 物理硬件层。 其中最重要最核心的当然是内核空间的协议栈层了。 Linux网络协议栈结构Linux的整个网络协议栈都构建与Linux Kernel中，整个栈也是严格按照分层的思想来设计的，整个栈共分为五层，分别是 ： 1，系统调用接口层，实质是一个面向用户空间应用程序的接口调用库，向用户空间应用程序提供使用网络服务的接口。 2，协议无关的接口层，就是SOCKET层，这一层的目的是屏蔽底层的不同协议（更准确的来说主要是TCP与UDP，当然还包括RAW IP， SCTP等），以便与系统调用层之间的接口可以简单，统一。简单的说，不管我们应用层使用什么协议，都要通过系统调用接口来建立一个SOCKET，这个 SOCKET其实是一个巨大的sock结构，它和下面一层的网络协议层联系起来，屏蔽了不同的网络协议的不同，只吧数据部分呈献给应用层（通过系统调用接 口来呈献）。 3，网络协议实现层，毫无疑问，这是整个协议栈的核心。这一层主要实现各种网络协议，最主要的当然是IP，ICMP，ARP，RARP，TCP，UDP 等。这一层包含了很多设计的技巧与算法，相当的不错。 4，与具体设备无关的驱动接口层，这一层的目的主要是为了统一不同的接口卡的驱动程序与网络协议层的接口，它将各种不同的驱动程序的功能统一抽象为几个特 殊的动作，如open，close，init等，这一层可以屏蔽底层不同的驱动程序。 5，驱动程序层，这一层的目的就很简单了，就是建立与硬件的接口层。 可以看到，Linux网络协议栈是一个严格分层的结构，其中的每一层都执行相对独立的功能，结构非常清晰。 其中的两个“无关”层的设计非常棒，通过这两个“无关”层，其协议栈可以非常轻松的进行扩展。在我们自己的软件设计中，可以吸收这种设计方法。 Linux主要支持TCP/IP，IPX，X.25，AppleTalk网络设备所采用的操作系统由于网络协议是在操作系统的基础上实现，所以诸如路由器，交换机的网络设备中主要采用的操作系统就成为各种协议实现的关键，同样的协议在不同的操作系统上进行实现，完全可以满足不同操作系统之间使用同一种协议进行通信的目的。主要的数据设备供应商Cisco所采用的网络操作系统是IOS(与Unix/Linux无关)，H3C的交换机与路由器所采用的网络设备操作系统为Comware。其他的数据设备采用较多的则是基于Unix/Linux系统基础。Cisco IOS操作系统在有Cisco之前，常把有多个网络接口的UNIX机器当路由器来用。今天，人们喜欢使用专用路由器，它们可以放在数据通信室和天花板上，在那儿和网线放到一起。与使用UNIX或者Linux的路由器相比，专用路由器更便宜、更快并且更安全。多数Cisco路由器产品运行Cisco IOS操作系统，它是专有操作系统，与Linux无关。它的命令集相当大，全部文献加起来会占4.5英尺长的书架。Huawei VRP 与H3C Comware操作系统华为的VRP平台借鉴了Cisco的命令行风格，但华为VRP平台却多了一个支持命令行中文显示的特性。Cisco的IOS还保留了对 AppleTalk、DecNet、Banyan等古老协议的支持，而华为的VRP平台却从一开始就成为了以IP技术为核心的网络操作平台。华为操作系统是unix，每个系统因为版本的关系，极个别的操作指令会有点不同，但基本上都一样，H3C是在Unix系统基础上推迟的Comware操作系统。Comware采用了Linux的内核，但却仅仅保留了其内核的最基本的调度功能，而其他诸如内存管理、消息管理都根据自己的需要，替换成自己的。最为重 要的是，全部的网络协议，以及网络产品地支撑架构，Comware全部换成了自己的，这样才最适合Comware地发展。 Comware的体系结构由大到小分解，可以分为平面（plane）、子系统（subsystem）和模块（module）三级。其构成如左图所示： Comware由上至下被分为了4大平面：管理平面、控制平面、数据平面和基础 设施平面。其中：基础设施平面在操作系统的基础上提供业务运行的软件基础；数据平面提供数据报文转发功能；控制平面运行路由、MPLS、链路层、安全等各 种路由、信令和控制协议；管理平面则对外提供设备的管理接口，如命令行、SNMP管理，WEB管理等。此外，作为一个完整的软件系统，运行Comware 软件的产品还有自己的驱动和对应的硬件系统，构成完整的软硬件体系结构，只不过这部分是随着产品变化的，不作为Comware平台化的构件的一部分。（趣闻：同学在实验室误操作将路由器的操作系统的删了，不过郁闷的是实验室没有XMODEM，也没有用于备份的服务器，所以只能自己想办法，自己在主机上搭建tftp服务器，通过console口备份和恢复操作系统，不过还是有些疑问，麻烦兄弟们帮忙解释一下：路由器操作系统都没了，那么通过console口连接到主机的时候，tftp的IP地址怎么配置呢，还有这个时候要不要用双绞线连接路由器的接口和主机的网卡接口，如果连接了那么IP地址如何配置呢？主要是听了老师了建议，说是直接连console口就行了，听他的意思好像是不用配置tftp服务器之类的，我不懂这个，希望大家能够帮助下，如果有知道的麻烦回一下帖，感激不尽）Juniper JUNOS操作系统Junos 是一款可靠的高性能网络操作系统，设计用于完全重构网络的工作方法。提供了强大的路由、交换与安全性能，能够显著加快新服务的部署速度，并将网络运营成本 降低高达 41%。该操作系统提供了安全编程接口和 Junos SDK，旨在开发出能够充分发挥网络价值的应用。cisco的IOS其实就是一个操作系统，它的地位和unix，linux，windows XP，FreeBSD是平等的。路由协议、ACL过滤，DHCP等相当于应用软件，运行在IOS这个操作系统上面。那么对于Junos呢？它其实是一个应用软件，而绝非一个操作系统。通过上面的Olive模型，我们可以清晰地看到，junos运行在FreeBSD这个操作系统上面。Junos的地位和windows XP下面的office、pplive等应用软件的地位是一样的。这一点通过junos的安装过程也可以看出来，我们都是先在硬件平台上安装FreeBSD这个类unix操作系统，然后才开始安装junos这个应用软 件。但是呢，这个软件又比较特殊，它在安装的过程中会对原来的操作系统FreeBSD进行一些大幅度的修改（甚至重新格式化分区），并设置自己为开机自动 运行，但是junos始终是运行在freebsd的核心之上，所以我们在打开Olive后直接进入到junos运行界面。当然我们也可以切换回 FreeBSD进行操作（在junos的操作模式下输入start shell命令）。交换技术为什么要交换首先要明确一个概念 switch，交换机，交换机并不是特指以太网交换机，除了以太网，其他的通信技术，不管是电话语音业务还是数据业务都需要设计到交换。 在这里，“交换”(switching)的含义就是转接把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。 从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。 面向连接的交换与面向非连接的交换面向连接的交换所谓面向连接，是指通信双方在进行通信之前，要事先在双方之间建立起一个完整的可以彼此沟通的通道。这个通道也就是连接，在通信过程中，整个连接的情况一直可以被实时地监控和管理。面向非连接的交换面向非连接的交换是指无连接的通信，就不需要预先建立起一个联络两个通信节点的连接来，需要通 信的时候，发送节点就可以往“网络”上送出信息，让信息自主地在网络上去传，一般在传输的过程中不再加以监控，让该信息的传递在网上尽力而为地往目的地节点传送。交换技术的分类按照基本交换方式,可以讲交换技术分为: 电路交换 分组交换(含ATM的信元交换) 数据报分组交换 标签分组交换MPLS(对于IP网络的数据包交换技术的一种改进交换方法)其中电路交换的代表是TDM (在物理层实现交换)分组交换的代表是: x.25,ATM,帧中继(X.25基础上获得),(他们都是虚电路分组交换,ATM的信源交换也可以理解为分组交换) (在链路层实现交换)数据报分组交换的代表是: IP协议 (在网络层实现交换)电路交换技术(CS: Circuit Switching)传统的PBX用于语音交换,主要是采用的TDM对应的电路交换技术.(PBX是用于传统的电话语音业务的TDM电路交换,而我们平常所用的因特网switch是为了实现IP数据包交换的分组包交换.PBX与以太网交换机是对等的,分别实现传统语音业务交换与Ip数据包业务交换.电路交换的特点 电路交换必定是面向连接的。 电路交换是在物理层实现的交换 电路交换的三个阶段： 建立连接 通信 释放连接 需要建立源端到目标端的直通路径，线路建立所需要时间较长，但在线路建立后，信息传输的时间延迟短，报文不在中间结点存储。 电路交换适于传输即时性的交互信息。电路交换举例采用DSLAM接入,TDM方式传送的语音与数据业务的原理理解DSLAM设备分线盒电话(低频模拟信号)- DSL数据业务(数字信号)Modem模拟信号- 电话线移动基站(CDM/FDM over TDM/IP)语音/数据信号E1/FE/GE/STM等接口SDH设备手机 E1/FE/GE/STM接口 语音业务部分 IP数据业务IP数据客户端语音客户端(电话)以太网交换机(分组包交换)PBX电话交换机(电路交换)下一级SDH设备 语音/数据业务共同传输下一级SDH设备 语音业务 数据业务 更高一级的电话交换与数据交换分组交换(PS: packet switching)分组交换技术是从报文交换技术发展起来的一种技术。报文交换（message switching)是根据电报业务的特点提出来的。电报业务允许有时延，非常适合存储转发（store and forward)，这一点也是分组交换的最大特点（存储转发）。分组交换技术把一份要发送的数据报文分成若干较短的、按一定格式组成的分组，然后采用统计时分复用将这些分组传送到一个交换节点。交换结点仍然采用存储转发技术.ATM交换ATM交换属于链路层交换技术，ATM技术将话音、数据、视频等各种不同类型的数字信息均分割成一定长度的信元。（信元类似于PS中的paket)信元头比分组头要简单，处理时延更小。ATM在当今传输业务中应用非常广泛。有专用的ATM交换机，价格比较高。IP交换包交换/数据包分组交换IP包交换属于网络层交换技术，MPLS是对于IP数据包打上交换标签对于IP数据报分组交换的一种改进MPLS介于2层与3层之间应用层表示层会话层传输层网络层交换: 数据包分组交换(如以太网,IP)链路层交换: 分组交换(如帧中继,ATM)物理层交换: 电路交换(如TDM)帧中继FR（Frame Relay）帧中继FR（Frame Relay）是以分组交换技术为基础的高速分组交换技术，它对目前分组交换中广泛使用的X.25通信协议进行了简化和改进。光交换技术目前的电子交换和信息处理网络的发展已接近了电子速率的极限。为了解决电子瓶颈限制问题，研究人员在交换系统中引入了光子技术，实现光交换。这也是一种发展的趋势。个人觉得，非常适合于核心网的传输。光交换技术主要在物理层实现，主要的光交换技术有可以分为光路交换OCS，光分组交换OPS，光突发交换OBS。 总结物理层交换: TDM协议在物理层实现的电路交换; 链路层交换:X.25 帧中继协议在链路层实现的虚拟电路分组交换,ATM, 帧中继技术是基于虚电路的分组交换,相当于是在链路层实现交换网络层交换: 分组包交换(如IP协议)信道复用技术在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，怎么办呢？信道复用技术：在一条物理线路上建立多条通信子信道，使得在同一传输介质上可传输多个不同信源发出的信号。复用器可以将来自多个信源的信号进行合并，然后将这一复合信号经单一的物理线路（多条信道）和传输设备进行传输。在接收端的分用器中，则将复合信号按通道号分离出来。信道复用主要是为了增加数据的传输量与传输速率.提供信号的传输质量，主要可以分为: TDM,FDM,CDM,WDM,SDM,这些复用方式即可以用于有线又可以用于无线(而不是仅用于无线通信)TDM时分复用TDM是时分复用方式,这种复用方式的交换式在物理电路层实现交换. ,因此也叫做电路交换.（参考：/showthread.php?t=254272 ）时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是 TDM 帧的长度）。TDM 信号也称为等时(isochronous)信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。TDMATDMA被称为时分多址，用于GPON/EPON的ONU上行链路连接到OLTSTDM统计时分复用 (Statistic TDM) 由于STDM帧中的时隙不是固定地分配给某个用户，所以在每个时隙中必须有用户的地址信息。 上图中每个时隙之前的短空隙就是放入这样的地址信息。FDM频分复用频分复用是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的一种技术。FDM常用于模拟传输的宽带网络中。在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别解调接收。用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。频分复用：所有用户可共享通信链路，但占用不同的带宽资源，即占用不同的信道。 载波是指被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会使传输信号失真。 OFDM与FDM区别频带正交-两个相位相差90度的信号就称这两个信号是正交的。用正交信号做相邻信道的载波，则称该相邻信道到正交.OFDM是正交平分复用. FDM是频分复用将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道间相互干扰 ICI, 由于载波间有部分重叠，所以它比传统的FDMA提高了频带利用率。CDM码分复用码分复用是用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号。采用同一波长的扩频序列，频谱资源利用率高，与WDM结合，可以大大增加系统容量。频谱展宽是靠与信号本身无关的一种编码来完成的。称频谱展宽码为特征码或密钥，有时也称为地址码。码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码， 利用公共信道来传输信息。CDMA系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠。也就是说，每一个用户有自己的地址码， 这个地址码用于区别每一个用户，地址码彼此之间是互相独立的，也就是互相不影响的，但是由于技术等种种原因，我们采用的地址码不可能做到完全正交，即完全 独立，相互不影响，所以称为准正交，由于有地址码区分用户，所以我们对频率、时间和空间没有限制，在这些方面他们可以重叠。CDMA码分多址 CDMA是采用数字技术的分支扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术，它是在FDM和TDM的基础上发展起来的。FDM的特点是信道 不独占，而时间资源共享，每一子信道使用的频带互不重叠；TDM的特点是独占时隙，而信道资源共享，每一个子信道使用的时隙不重叠；CDMA的特点是所有 子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输，它在信道与时间资源上均为共享，因此，信道的效率高，系统的容量大。CDMA的技术原理是基于扩频技术， 即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码(PN)进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去； 接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA码分多址技术完全适合 现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等，正受到越来越多的运营商和用户的青睐。同步码分多址技术同步码分多址(SCDMA，Synchrnous Code Division Multiplexing Access)指伪码分复用网络随机码之间是同步正交的，既可以无线接入也可以有线接入，应用较广泛。广电HFC网中的CM与CMTS的通信中就用到该项技术，例如美国泰立洋公司 (Terayon)和北京凯视通电缆电视宽带接入，结合ATDM(高级时分多址)和SCDMA上行信道通信(基于DOCSIS2.0或Eruo DOCSIS2.0)。 中国第3代移动通信系统也采用同步码分多址技术，它意味着代表所有用户的伪随机码在到达基站时是同步的，由于伪随机码之间的同步正交性，可以有效地消除码间干扰，系统容量方面将得到极大的改善，它的系统容量是其他第3代移动通信标准的45倍。WDM波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)波分复用就是光的频分复用。 SDM统计复用统计复用（SDM，Statistical Division Multiplexing）有时也称为标记复用、统计时分多路复用或智能时分多路复用，实际上就是所谓的带宽动态分配。统计复用从本质上讲是异步时分复用，它能动态地将时隙按需分配，而不采用时分复用使用的固定时隙分配的形式，根据信号源是否需要发送数据信号和信号本身对带宽的需求情况来分配时隙，主要 应用场合有数字电视节目复用器和分组交换网（帧中继，X.25，以太网）等，下面就以这两种主要应用分别叙述。IP数据包的传递实际上就是一种统计复用总结TDM,FDM, CDM 均在物理层实现复用.SDM:统计复用也叫做统计时分多路复用，又称异步时分多路复用,实际上是在时分复用基础上进行统计复用.提高时分复用的效率(可参加东软培训PPT) 理解:SDH/,E1采用了TDM(时分复用:在物理层,也就是电路层实现).FR(帧中继:是一种统计复用协议SDM,在链路层实现)技术. 其中SDH/E1等可以承载FR(帧中继)业务 相当于链接层的业务由物理层承载. 帧中继有帧中继交换机,有帧中继骨干网.无线通信协议(OFDMA,FDMA,CDMA,TDMA):是无线传输技术在物理层上信号复用的不同方式, 中如SDH，ATM，IP和 HFC网络中CM与CMTS的通信都是利用了时分复用的技术。体会:FDM,CDM,WDM,TDM即可以用于有线又可以用于无线(而不是仅用于无线通信),但是例如有线的TDM与无线TDM的区别在哪里?网络层次，相关技术与设备核心网大体可以分为固定核心网、移动核心网和IMS(IP Multimedia Subsystem)三大块。固定核心网包括了固定软交换、SHLR（Smart Home Location Register 智能用户数据库，为全网的数据中心）和通用媒体网关（中继网关）；固定软交换: Soft switch软交换大多用在IP PBX设备上,承载多业务,具有灵活的特性,接口开放,开放就标志着可以通过API进行配置。移动核心网包括了电路交换域，即移动软交换（MSC）、HLR、信令网关/STP和通用媒体网关，还有分组交换域，即SGSN、GGSN等；IMS(IP Multimedia Subsystem)包括了 3GPP和TISPAN所定义的IMS方案中的所有主要产品。传输网/承载网(就IP业务而言) 传输网主要涉及到WDM, MSTP, 微波,PTN,OTN承载网主要涉及到PTN，路由器和交换机等传输网与承载网的融合已经成为大趋势，相关技术不在此详细讨论传输层的主要技术 PTN(Packet Transport Network),OTN(OpticalTransportNetwork),DWDM,ASON（自动光交换网络）?PTN和OTN(两者均为一种网络概念,不是特定的设备)OTN（光传送网，OpticalTransportNetwork），是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代