现代交换原理与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《现代交换原理与技术》较全面地介绍了通信系统中相关的交换技术。全书以电路交换、数据交换、软交换和光交换的技术发展为线索，重点介绍了程控交换技术、No.7信令系统和软交换技术，简述移动交换技术、数据交换技术和各种光交换技术。通过对《现代交换原理与技术》的学习，学生可以在宏观上对现代通信系统中常用的交换技术有全面认识。
　　《现代交换原理与技术》内容广泛，信息量大，系统性强，涉及较多基础知识，图文结合，重点突出，表达清晰易懂，方便自学。《现代交换原理与技术》注重理论与实际应用相结合，并力图反映一些通信技术的新发展动态。
　　《现代交换原理与技术》可作为普通高校通信、电子等相关专业“现代交换原理”课的教材或参考书，也可作为其他专业学生学习交换技术基本知识的自学参考书。

内页插图

目录

第1章 交换技术概论
1.1 交换的基本概念
1.1.1 为什么要引入交换
1.1.2 交换机完成的四种接续类型
1.2 电话机的基本组成及工作原理
1.3 电话交换机的类型及发展
1.3.1 人工交换机阶段
1.3.2 机电式自动交换机阶段
1.3.3 电子式自动交换机阶段，程控交换机阶段
1.3.4 软交换机阶段
1.4 主要的交换方式
1.4.1 电路交换
1.4.2 分组交换
本章小结
习题

第2章 电话通信网
2.1 通信网概述
2.1.1 通信网的概念
2.1.2 通信网的基本组成
2.1.3 通信网的分类
2.1.4 电话通信网
2.2 电话网的结构
2.2.1 我国的本地电话网
2.2.2 我国的长途电话网
2.2.3 国际长途电话网
2.3 电话网的编号计划
2.3.1 本地网的编号方式
2.3.2 国内长途电话的编号方式
2.3.3 国际长途电话的编号方式
2.3.4 特服电话
2.4 智能网
2.4.1 智能网的基本概念
2.4.2 智能网的典型业务
2.4.3 智能网的结构
2.4.4 彩铃业务的流程
本章小结
习题

第3章 数字程控交换技术
3.1 数字程控交换机的硬件组成
3.2 数字交换原理和数字交换网络
3.2.1 语音信号数字化和时分多路通信
3.2.2 数字交换原理和基本接线器
3.2.3 数字交换网络
3.3 数字程控交换机的终端与接口
3.3.1 用户模块
3.3.2 中继器
3.3.3 信令设备
3.4 数字程控交换机的软件系统
3.4.1 程控交换软件概述
3.4.2 程控交换机软件系统的组成
3.4.3 交换软件中程序的优先级和调度方法
3.4.4 呼叫处理程序的基本原理
3.4.5 软件设计语言
3.5 数字程控交换机的性能指标
3.5.1 话务量
3.5.2 呼损的计算及呼损指标
3.5.3 呼叫处理能力
本章小结
习题

第4章 信令系统
4.1 信令系统概述
4.1.1 信令的基本概念
4.1.2 信令的分类
4.1.3 信令方式
4.2 用户线信令
4.2.1 用户话机发出的信令
4.2.2 交换机发出的信令
4.3 No.7信令系统概述
4.3.1 No.7信令系统的特点与应用
4.3.2 No.7信令系统的分层结构
4.4 No.7 信令系统的消息传递部分
4.4.1 信令数据链路（MTP.1）
4.4.2 信令链路功能（MTP.2）
4.4.3 信令网功能（MTP.3）
4.5 No.7 信令系统的用户部分
4.5.1 电话用户部分TUP和（ISDN）用户部分（ISUP）
4.5.2 信令连接控制部分（SCCP）
4.5.3 事务处理能力应用部分（TCAP）
4.5.4 移动用户部分（MAP）
本章小结
习题

第5章 移动交换技术
5.1 移动交换技术概述
5.1.1 移动通信的基本概念和主要特点
5.1.2 移动通信的发展历程及分类
5.1.3 移动通信的系统组成
5.2 GSM系统的基本组成
5.2.1 GSM系统的结构和各部分的功能
5.2.2 GSM系统的接口
5.3 移动通信系统的编号、鉴权和加密
5.3.1 编号计划
5.3.2 鉴权与加密
5.4 移动交换的呼叫处理过程
5.4.1 移动呼叫处理的一般过程
5.4.2 位置登记与更新
5.4.3 切换
本章小结
习题

第6章 数据交换技术
6.1 数据通信概述
6.1.1 数据通信的基本概念
6.1.2 数据通信的特点
6.2 分组交换技术
6.2.1 分组交换的概念
6.2.2 分组交换的基本原理
6.2.3 分组交换网络的结构
6.2.4 分组交换的应用
6.3 帧中继
6.3.1 概述
6.3.2 帧中继的工作原理
6.3.3 帧中继的特点
6.3.4 帧中继的应用
6.4 ATM交换
6.4.1 删技术的产生及特点
6.4.2 ATM的信元结构
6.4.3 VP交换和VC交换
6.4.4 ATM适配层（AAL）
6.4.5 ATM的优缺点
6.4.6 ATM与IP技术的融合
6.4.7 ATM的应用
6.5 IP技术
6.5.1 分层协议
6.5.2 TCP／IP协议
6.5.3 多协议标记交换（MPLS）
6.6 IP电话
6.6.1 VolP概念和发展
6.6.2 IP电话的特点
6.6.3 IP电话的标准
6.6.4 IPPBX
6.6.5 IP电话的应用
本章小结
习题

第7章 NGN与软交换技术
7.1 NGN与软交换网络概述
7.1.1 NGN与软交换网络的概念
7.1.2 NGN与软交换网络的特点
7.1.3 NGN与软交换网络的意义
7.2 NGN与软交换网络的实现
7.2.1 NGN与软交换网络的结构与功能
7.2.2 NGN与软交换网络在现网的实现
7.2.3 NGN与软交换网络的协议
7.3 NGN与软交换网络前景
7.3.1 软交换网络与传统交换网络的比较
7.3.2 软交换网络的前景
本章小结
习题

第8章 光交换技术
8.1 光交换技术概述
8.1.1 光交换技术的概念及特点
8.1.2 光交换技术的分类
8.1.3 光交换元件
8.2 光电路交换
8.2.1 空分光交换
8.2.2 时分光交换
8.2.3 波分光交换
8.2.4 码分光交换
8.3 光分组交换
8.3.1 概述
8.3.2 光分组交换的节点结构
8.3.3 光分组交换的关键技术
8.4 光突发交换技术
8.4.1 概述
8.4.2 光突发交换的工作原理
8.4.3 光突发交换中的相关技术
本章小结
习题

附录
附录一 全国通信专业技术人员中级职业水平考试大纲
科目1：通信专业综合能力
科目2：通信专业实务
附录二 交换技术常用英文缩略语
参考文献

前言/序言

《现代交换原理与技术》图书简介 一、 导言：通信世界的核心驱动力 在信息爆炸的时代，通信技术以前所未有的速度发展，深刻地改变着我们的生活、工作乃至整个社会的面貌。从最初的电报到如今高速的5G网络，每一次技术的革新都离不开一个核心要素：交换。交换，作为通信网络的“心脏”，负责将信息从源端高效、可靠地传递到目的地。它连接着无数的设备，构建起信息流通的动脉，使得远隔千里的人们能够即时沟通，海量的数据得以快速传输。 《现代交换原理与技术》一书，正是为了系统而深入地解析这一通信基石而诞生的。本书并非仅仅罗列各种交换设备型号或技术参数，而是着眼于其背后深刻的原理，以及支撑这些原理实现的先进技术。它旨在为读者提供一个全面、透彻的视角，理解现代通信网络之所以能够承载如此庞大且复杂的信息流的根本原因。本书的写作风格力求严谨但不失通俗，理论与实践相结合，旨在让不同背景的读者都能从中受益。 二、 核心概念解析：交换的本质与演进 本书的开篇，将带领读者走进交换的“前世今生”。我们将从最基础的通信模型入手，探讨信息在网络中传输的基本过程。随后，我们将详细剖析电路交换这一历史悠久的交换方式。我们会解释电路交换的工作原理，它如何在早期电话网络中扮演至关重要的角色，并分析其优点（如专线传输、低延迟）和缺点（如线路资源浪费、灵活性不足）。 紧接着，我们将重点介绍分组交换，这是现代数据通信网络的基石。本书将深入探讨分组交换的核心思想：将原始信息分割成更小的“数据包”，每个数据包独立传输，并在目的地重新组装。我们将详细解析数据包的构成，包括头部信息（如源地址、目标地址、序列号）和载荷（实际传输的数据），以及数据包在网络中如何通过路由器的转发机制进行传输。 分组交换的出现，是通信技术史上的一次飞跃。本书将详细阐述分组交换带来的革命性变化：更高的线路利用率、更好的网络适应性、更强的容错能力。我们将对比电路交换与分组交换的差异，强调分组交换在应对突发流量、多用户共享资源方面的优势，为理解现代互联网的运行机制打下坚实基础。 三、 交换技术的关键要素：深入原理 本书将围绕现代交换技术的核心要素，进行多角度、深层次的剖析。 数据链路层交换（二层交换）： 这是数据交换的第一个关键层面。本书将详细讲解MAC地址的概念及其在二层交换中的作用。我们将深入阐述交换机（Switch）的工作原理，包括其核心部件——ASIC芯片，以及MAC地址表（CAM表）的学习和转发机制。读者将了解到交换机如何通过学习网络中设备的MAC地址，构建起高效的二层转发路径，从而实现同一局域网内设备间的快速通信。本书还将探讨VLAN（虚拟局域网）的原理，解释如何通过逻辑划分，将物理网络划分为独立的广播域，提高网络的安全性和管理效率。此外，生成树协议（STP）等用于防止二层环路的协议，也将被详细解读，确保网络的稳定运行。 网络层交换（三层交换）： 随着网络规模的扩大和需求的复杂化，二层交换的局限性日益凸显。本书将重点介绍路由器（Router）在网络层交换中的核心作用。我们将深入解析IP地址的层级结构，以及路由表的概念和构建过程。读者将了解到路由器如何基于目标IP地址，利用路由表中的信息，做出最优的转发决策，实现不同网络间的通信。本书将详细讲解RIP、OSPF、BGP等主流的路由协议，分析它们的原理、优缺点以及适用场景，让读者理解网络如何“知道”如何将数据包送达远方的目标。三层交换机的概念也将被引入，解释其如何将路由功能集成到二层交换机中，提升网络性能。 传输层与应用层交换（四层/七层交换）： 随着互联网应用的丰富和对服务质量（QoS）要求的提升，更高层次的交换技术也应运而生。本书将探讨负载均衡（Load Balancing）技术，解释它如何将网络流量分配到多台服务器上，提高应用的可用性和响应速度。读者将了解DNS（域名系统）在应用层交换中的作用，以及HTTP重定向等机制。更进一步，本书将介绍应用层交换机（也称为内容交换机或应用交付控制器），它们能够深入分析应用层流量，根据应用类型、用户请求等多种策略进行智能的流量调度和内容处理。 四、 支撑交换的先进技术：赋能未来 除了原理性的阐述，本书还将聚焦于支撑现代交换技术发展的关键技术。 高速交换硬件： 现代交换设备之所以能够处理海量高速流量，离不开先进的硬件设计。本书将介绍ASIC（专用集成电路）在交换机中的关键作用，解释其如何实现高性能的报文处理和转发。我们将探讨交叉开关（Crossbar Switch）等高速交换架构，以及多层交换（Multi-layer Switching）和分组交换背板（Packet Switching Backplane）等技术，展现现代交换机内部的高效运作机制。 网络虚拟化技术： SDN（软件定义网络）和NFV（网络功能虚拟化）是当前网络领域最热门的技术。本书将深入解读SDN的核心理念，即控制平面与数据平面的分离，以及OpenFlow等南向接口协议。读者将了解到SDN如何通过集中的控制器，实现对网络设备的编程化管理和灵活的流量控制。NFV则将网络功能从专用的硬件设备迁移到通用服务器上，本书将阐述其如何通过虚拟机（VM）和容器技术，提升网络的灵活性和可扩展性。这些技术为构建更加智能化、敏捷化的交换网络提供了强大的支撑。 拥塞控制与流量管理： 在分组交换网络中，流量的拥塞是一个普遍存在的问题。本书将深入分析拥塞控制的原理，介绍TCP的拥塞控制算法（如慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复）是如何工作的。同时，我们将探讨服务质量（QoS）技术，包括流量整形（Traffic Shaping）、流量监管（Traffic Policing）、优先级队列（Priority Queuing）等，解释它们如何保障关键业务的传输质量，实现对不同类型流量的差异化处理。 安全机制： 随着网络安全威胁的日益严峻，交换网络的安全性至关重要。本书将探讨二层安全机制，如端口安全（Port Security）、DHCP Snooping、ARP Inspection等，以及三层安全机制，如ACL（访问控制列表）、VPN（虚拟专用网络）、防火墙（Firewall）等。我们将分析这些安全技术如何阻止未经授权的访问，保护网络免受恶意攻击。 五、 应用场景与未来展望 《现代交换原理与技术》并非纸上谈兵，而是紧密结合实际应用。本书将通过丰富的案例分析，展示交换技术在数据中心网络、企业局域网、城域网、广域网等不同场景下的应用。我们将探讨云计算、大数据、物联网（IoT）、人工智能（AI）等新兴技术对交换网络提出的新挑战和新需求。 最后，本书将对未来交换技术的发展趋势进行展望。我们将探讨下一代网络架构、更高速度的交换设备、更智能化的网络管理等前沿课题，为读者勾勒出未来通信网络的宏伟蓝图。 六、 读者对象 本书适合以下读者群体： 通信工程、计算机科学与技术等相关专业的在校学生： 为其提供扎实的理论基础和深入的原理理解。 网络工程师、系统管理员、IT架构师等网络从业人员： 帮助他们深化对交换技术的理解，掌握前沿技术，解决实际网络问题。 对通信网络技术感兴趣的广大读者： 帮助他们了解现代信息社会赖以运转的基石，揭开信息传输的神秘面纱。 《现代交换原理与技术》是一本力求全面、深入、实用的著作，我们希望它能够成为读者探索现代通信世界奥秘的可靠向导。