層交換技術(shù)可以識(shí)別數(shù)據(jù)幀中的MAC地址信息，根據(jù)MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，并將這些MAC地址與對(duì)應(yīng)的端口，記錄在自己內(nèi)部的一個(gè)MAC地址表中。目前，第2層交換技術(shù)已經(jīng)成熟。

從硬件上看，第2層交換機(jī)的接口模塊都是通過(guò)高速背板/總線(xiàn)（速率可高達(dá)幾十Gbps）交換數(shù)據(jù)的，2層交換機(jī)一般都含有專(zhuān)門(mén)用于處理數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC（Application specific Integrated Circuit）芯片，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度可以做到非常快。

概述

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅猛，以太網(wǎng)占據(jù)了統(tǒng)治地位。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用深化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和速度都在急劇發(fā)展，局域網(wǎng)的速度已從最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s，千兆以太網(wǎng)技術(shù)也已得到了普遍應(yīng)用。

對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，在減低成本的前提下，保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、高性能、易維護(hù)、易擴(kuò)展，與采用何種組網(wǎng)技術(shù)密切相關(guān)；對(duì)于設(shè)備廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，在保證用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，如何能夠取得更為可觀(guān)的利潤(rùn)，采用組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)劣，成為提高利潤(rùn)的一個(gè)手段。

在具體的組網(wǎng)過(guò)程中，是使用已經(jīng)日趨成熟的傳統(tǒng)的第2層交換技術(shù)，還是使用具有路由功能的第3層交換技術(shù)，或者是使用具有高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平的第7層交換技術(shù)呢？在這些技術(shù)選擇的權(quán)衡中，2層交換、3層交換和7層交換這三種技術(shù)究竟孰優(yōu)孰劣，它們各自又適用于什么樣的環(huán)境呢？

說(shuō)明

按照用戶(hù)要求,在交換局、所建立用戶(hù)間暫時(shí)通信所需線(xiàn)路的接續(xù)和實(shí)現(xiàn)其相互通信的技術(shù)。通信范圍不局限于固定的一對(duì)用戶(hù)，而是在一群用戶(hù)、一個(gè)城市、一個(gè)國(guó)家，甚至全球范圍內(nèi)進(jìn)行通信，即在不同的通信網(wǎng)內(nèi)通信。在通信網(wǎng)里，所有的用戶(hù)間是沒(méi)有直達(dá)線(xiàn)路的，而是根據(jù)各個(gè)用戶(hù)的分布情況，通過(guò)用戶(hù)線(xiàn)路分別接到各從屬的交換局。

同屬于一個(gè)交換局的兩個(gè)用戶(hù)通信時(shí)，則由該局完成接續(xù)；若非同屬于一個(gè)局的兩個(gè)用戶(hù)通信時(shí)，則由兩用戶(hù)所經(jīng)路由上的各交換局依次接續(xù)，并由終點(diǎn)局接通對(duì)方用戶(hù)。用少量的設(shè)備，就能使網(wǎng)內(nèi)的任何兩個(gè)用戶(hù)在很短的時(shí)間內(nèi)建立連接，這是交換技術(shù)的目的。完成這種任務(wù)的設(shè)備，稱(chēng)為交換設(shè)備或交換機(jī)。

交換技術(shù)最先是為適應(yīng)人們交換電話(huà)信息和電報(bào)信息而發(fā)展起來(lái)的。不同的通信業(yè)務(wù)，需要采用不同的交換方式。例如，電話(huà)（或用戶(hù)電報(bào)）通信是將電話(huà)（或電報(bào)）電路臨時(shí)接通，由用戶(hù)雙方自己講話(huà)（或收發(fā)電報(bào)），這種方式稱(chēng)為電路交換?；趨^(qū)塊鏈的可信數(shù)據(jù)交換技術(shù)能實(shí)現(xiàn)去中心化網(wǎng)絡(luò)中隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)與流通,推動(dòng)數(shù)字化時(shí)代打破"數(shù)據(jù)孤島"壁壘。

公眾電報(bào)業(yè)務(wù)的交換是由一個(gè)接轉(zhuǎn)局用紙帶或其他形式的存儲(chǔ)器將發(fā)來(lái)的電報(bào)接收、存儲(chǔ)起來(lái)，然后再向下一個(gè)接轉(zhuǎn)局轉(zhuǎn)發(fā)出去，逐段接轉(zhuǎn)，直到終點(diǎn)收?qǐng)?bào)局收下再投遞給收?qǐng)?bào)人，這種交換稱(chēng)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換，亦稱(chēng)電文交換或信息交換。交換的信息種類(lèi)不僅是電話(huà)、電報(bào)，還有傳真、數(shù)據(jù)、圖像等信息。

這些信息的傳輸和交換方式在早期都是采用模擬形式，有的（如用戶(hù)傳真、低中速數(shù)據(jù)通信）可利用現(xiàn)有的模擬電話(huà)交換網(wǎng)，占用其中一個(gè)話(huà)路。60年代以來(lái)，有些國(guó)家已建立獨(dú)立的數(shù)字化的傳真網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和圖像網(wǎng)，并都有各自的專(zhuān)用交換設(shè)備。由于信息種類(lèi)較多，從經(jīng)濟(jì)上和用戶(hù)使用方便上考慮，要求通信網(wǎng)從單一網(wǎng) - 如電話(huà)網(wǎng)，數(shù)據(jù)網(wǎng)逐步向綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的方向發(fā)展。

電話(huà)交換技術(shù)首先是從人工交換開(kāi)始，自1889年發(fā)明步進(jìn)制以來(lái)，電話(huà)通信進(jìn)入了自動(dòng)交換階段。自動(dòng)交換機(jī)經(jīng)歷了步進(jìn)制、機(jī)動(dòng)制、縱橫制、電子布線(xiàn)邏輯控制和空分程序控制。70年代以來(lái)，各國(guó)都在積極研制和采用程控?cái)?shù)字交換設(shè)備。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展對(duì)形成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) - ISDN起了很大的促進(jìn)作用。

交換機(jī)按使用范圍可分為市內(nèi)交換機(jī)、長(zhǎng)途交換機(jī)、國(guó)際交換機(jī)、農(nóng)村交換機(jī)和用戶(hù)小交換機(jī)五種。

①市內(nèi)交換機(jī)：專(zhuān)為一個(gè)城市范圍內(nèi)的所有用戶(hù)建立交換信息的通路；

②長(zhǎng)途交換機(jī)：專(zhuān)為城市與城市之間建立交換信息的通路；

③國(guó)際交換機(jī)：專(zhuān)為國(guó)家與國(guó)家之間建立交換信息的通路；

④農(nóng)村交換機(jī)：專(zhuān)為縣和縣以下農(nóng)村用戶(hù)建立交換信息的通路；

⑤用戶(hù)小交換機(jī)：專(zhuān)為機(jī)關(guān)、學(xué)校、工礦、企業(yè)等內(nèi)部用戶(hù)建立交換信息的通路。程控交換機(jī)出現(xiàn)后，各種交換機(jī)可以組合使用。

交換技術(shù)正朝著智能化的方向演進(jìn)，從最初的第2層交換發(fā)展到第3層交換，目前已經(jīng)演進(jìn)到網(wǎng)絡(luò)的第7層應(yīng)用層的交換。其根本目的就是在降低成本的前提下，保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、高性能、易維護(hù)、易擴(kuò)展，最終達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的智能化管理。

通信網(wǎng)體制

通信網(wǎng)主要由三種設(shè)備構(gòu)成：①用戶(hù)設(shè)備，如電話(huà)機(jī)；

②傳輸設(shè)備，如電纜、多路復(fù)用裝置、光纖、天線(xiàn)等；

③交換設(shè)備，如電話(huà)交換機(jī)。通信網(wǎng)體制是研究如何把交換設(shè)備、傳輸設(shè)備和用戶(hù)設(shè)備構(gòu)成一個(gè)最經(jīng)濟(jì)、最有效的通信網(wǎng)。

這涉及到交換局選址和容量的最優(yōu)化、衰耗的分配、呼損分配、路由規(guī)劃、編號(hào)制度、信令（又稱(chēng)信號(hào)）方式、近期和遠(yuǎn)期的業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)和相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃，以及模擬網(wǎng)如何過(guò)渡到數(shù)字網(wǎng)等。

研究交換機(jī)三個(gè)參數(shù)之間的相互關(guān)系問(wèn)題。這三個(gè)參數(shù)是：①交換設(shè)備配置的數(shù)量；

②服務(wù)等級(jí)；

③每一用戶(hù)設(shè)備在最繁忙的一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生呼出或呼入的次數(shù)和通話(huà)時(shí)間長(zhǎng)度。由于交換設(shè)備種類(lèi)的不同，衡量服務(wù)等級(jí)有二種處理方法。一種是遇到交換機(jī)公用設(shè)備全忙時(shí)把呼叫立刻作為損失處理，這時(shí)用戶(hù)一般均能聽(tīng)到忙音，即明顯損失。另一種是接續(xù)延遲，等待公用設(shè)備空閑后再予以接通，其等待時(shí)間是一項(xiàng)服務(wù)等級(jí)的指標(biāo)。

技術(shù)性能和指標(biāo)

由于交換機(jī)的種類(lèi)及使用的范圍不同，用戶(hù)對(duì)它們的技術(shù)性能和指標(biāo)的要求也不同，這些都必須在研制時(shí)首先確定。例如，對(duì)長(zhǎng)途交換機(jī)，就要確定路由選擇性能的要求、長(zhǎng)途與市內(nèi)之間的配合要求、全自動(dòng)接續(xù)或是半自動(dòng)接續(xù)的要求、計(jì)費(fèi)要求和維護(hù)測(cè)試性能等。

對(duì)市內(nèi)交換機(jī)，就要確定所能適應(yīng)的通信網(wǎng)、與其他制式的配合、對(duì)長(zhǎng)途的配合、特種服務(wù)和特種業(yè)務(wù)的性能、復(fù)原控制方式和維護(hù)測(cè)試等性能，另外需要明確傳輸指標(biāo)、局內(nèi)回路指標(biāo)和用戶(hù)線(xiàn)路指標(biāo)等。這些指標(biāo)直接關(guān)系到交換機(jī)的服務(wù)能力和質(zhì)量。

信令方式

主要指交換局間傳輸信令 - 信號(hào)的方式。以電話(huà)通信為例，信令按內(nèi)容可分為記發(fā)器信令和線(xiàn)路信令。

①記發(fā)器信令：傳輸主、被叫用戶(hù)的號(hào)碼、類(lèi)別和用戶(hù)狀態(tài)的信令。

②線(xiàn)路信令：監(jiān)視主、被叫用戶(hù)摘機(jī)、掛機(jī)的信令。

信令根據(jù)其傳輸路由與通話(huà)路由之間的關(guān)系，還可分為隨路信令和公共信道信令。隨路信令是與話(huà)路結(jié)合起來(lái)的，在同一條話(huà)路上傳輸；公共信道信令是很多話(huà)路上的信令合在一路專(zhuān)用的公共信令信道上傳輸,如國(guó)際電報(bào)電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì) - CCITT建議的No.6和No.7信令，前者適用于模擬網(wǎng)，后者則適用于數(shù)字網(wǎng)。

隨路信令在采用32路A律方式的脈碼調(diào)制傳輸中，其第16時(shí)隙有4位碼可以傳輸信令，其信令編排方式國(guó)際上稱(chēng)為DR2。若用模擬方式傳輸，一般從傳輸信令的電氣特性來(lái)分，還可分成直流信令（或稱(chēng)直流標(biāo)志）和音頻信令。直流信令主要用作市內(nèi)電話(huà)空分交換機(jī)的線(xiàn)路信令；音頻信令主要用作記發(fā)器信令。在長(zhǎng)途采用載波傳輸時(shí)，線(xiàn)路信令也是音頻信令。

中國(guó)的音頻記發(fā)器信令采用多頻互控方式。信令分為前向和后向兩種。前向信令是用戶(hù)號(hào)碼和業(yè)務(wù)類(lèi)別信令，采用6中取2的方式組成15個(gè)數(shù)碼信令；后向信令是控制證實(shí)和被叫用戶(hù)狀態(tài)信令,采用4中取2方式組成6個(gè)數(shù)碼信令。

中國(guó)的多頻信令與國(guó)際上的R2信令方式在頻率及電氣特性上相一致，但在發(fā)送程序及含義上有所差異。由于信令方式問(wèn)題涉及到交換局間相互配合以及國(guó)際通信的局間信令配合問(wèn)題，故要求嚴(yán)格統(tǒng)一。

電話(huà)交換機(jī)是一種復(fù)雜而龐大的邏輯電路。60年代中期，電子交換開(kāi)始應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成程控交換機(jī)，控制方式有了質(zhì)的改進(jìn)。程控交換的主要特征是以存儲(chǔ)程序控制取代傳統(tǒng)的布線(xiàn)邏輯控制，硬件構(gòu)成的邏輯電路功能也大部分由軟件完成。隨著新業(yè)務(wù)功能和維護(hù)管理的要求越來(lái)越高,程控交換的軟件日益龐大，軟件故障隨之增加。

為解決這個(gè)問(wèn)題,國(guó)際上已開(kāi)始采用高級(jí)語(yǔ)言編制程序，國(guó)際電報(bào)電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì)推薦用CHILL語(yǔ)言作為交換機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言。脈沖數(shù)字技術(shù)在交換機(jī)中的應(yīng)用，一是構(gòu)成邏輯電路，采用脈沖時(shí)序完成邏輯控制；二是采用脈沖編碼技術(shù)原理構(gòu)成話(huà)路及各種信息的交換。