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出版者:电子工业

作者:金惠文//陈建亚//纪红//冯春燕

出品人:

页数:282

译者:

出版时间:2011-2

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787121128592

丛书系列:

图书标签:

交换技术
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具体描述

《现代交换原理(第3版)》介绍了各类交换系统的基本概念和工作原理。《现代交换原理(第3版)》共十章，主要内容包括：交换的定义，各类交换技术的特点及其发展过程；交换网络设计的基础理论和实现方法；程控电路交换系统的工作原理和各种接口电路的作用；交换系统的存储程序控制，包括呼叫处理过程、交换的软件系统和数据库等内容；分组交换和帧中继的工作原理；信令的基础知识和No.7信令系统；ATM交换技术的基础知识，ATM交换的呼叫控制所涉及的协议过程和实现的机理；路由器和IP交换技术的工作原理及实现技术；光交换元件，光交换技术及发展前景；软交换技术基础，网关技术及主要协议。

《现代交换原理(第3版)》是供通信和电子类专业高年级学生使用的教材，也可作为通信工程技术人员的培训教材和参考用书。

书名：现代交换原理图书简介第一部分：理论基础与核心概念本书旨在为读者提供一套全面、深入且前沿的现代交换技术理论框架。作为信息高速公路的基石，交换技术经历了从早期简单的电路交换到如今复杂、高效的面向分组的数据交换的深刻变革。本书的理论部分将扎实地奠定读者的基础知识，确保对现代网络架构的理解能够达到工程实践所需的深度。第一章：信息交换的历史演进与驱动力本章追溯了从电报交换到现代IP网络交换的演变历程。我们将探讨驱动这一变革的关键技术瓶颈，包括带宽需求的爆炸式增长、服务质量（QoS）要求的提升，以及网络复杂性的增加。重点分析了电路交换与分组交换在效率、灵活性和资源利用率上的根本差异，为理解现代交换范式奠定历史与技术背景。第二章：数据链路层交换基础虽然现代交换主要集中在网络层及以上，但对数据链路层（Layer 2）交换机制的深刻理解至关重要。本章详细阐述了以太网帧的结构、MAC地址学习算法（如Flooding、Learning和Forwarding机制）。我们将深入剖析生成树协议（STP及其变种RSTP、MSTP）在构建冗余拓扑中的作用，以及如何通过VLAN技术实现基于数据链路层的逻辑隔离和高效管理。特别关注Layer 2交换机的硬件加速机制，如ASIC在查找表操作中的性能优势。第三章：网络层路由与IP交换核心这是全书的核心章节之一。我们从IP协议栈的结构入手，深入解析IP报文的转发过程。路由表是如何构建和维护的？本章详细介绍了静态路由、链路状态路由（OSPF）和距离矢量路由（EIGRP/RIP）的工作原理。对于OSPF，将分解其区域划分、LSA类型及其链路状态数据库（LSDB）的建立与同步过程。对于复杂的企业或运营商网络，本章还将探讨路由汇总（Summarization）和默认路由的策略性应用。第四章：转发平面与控制平面分离现代高速交换机的设计哲学核心在于控制平面（Control Plane）与转发平面（Data Plane）的解耦。本章详细探讨了这一架构的优势，特别是对性能和可扩展性的影响。我们将聚焦于查找表（Forwarding Information Base, FIB）的结构和内容，分析如何利用TCAM（Ternary Content Addressable Memory）实现超高速的最长前缀匹配（Longest Prefix Match, LPM）。同时，探讨软件层（如路由守护进程）如何通过控制协议与硬件转发引擎交互，动态更新FIB。第二部分：先进交换技术与性能优化随着网络规模的扩大和应用场景的多样化，标准交换技术面临严峻的挑战。本部分聚焦于解决这些挑战的前沿技术和优化手段。第五章：多层交换与路由/交换边界在大型网络中，路由和交换的边界日益模糊。本章深入探讨了多层交换机（Layer 3 Switch）的功能实现，包括硬件中如何实现VLAN间路由（Inter-VLAN Routing）和基于策略的路由（Policy-Based Routing, PBR）。分析了路由信息在L2域和L3域之间同步的机制，以及如何利用硬件卸载（Hardware Offloading）技术提升路由性能。第六章：高质量服务（QoS）在交换网络中的实现从VoIP到高清视频流，不同应用对网络延迟、抖动和丢包率的要求差异巨大。本章全面解析了QoS的四大要素：分类（Classification）、标记（Marking）、拥塞管理（Congestion Management）和整形/限制（Shaping/Policing）。我们将详细介绍DiffServ（Differentiated Services）和IntServ（Integrated Services）模型，并重点讨论在交换机内部队列管理（如WFQ, LLQ）中如何保证关键业务流的优先权。第七章：高可用性与冗余设计网络无中断是现代业务的生命线。本章系统地介绍了实现交换网络高可用性的关键技术。除了STP的优化应用外，还将深入讲解无中断路由切换技术，如VRRP、HSRP和GLBP在网关冗余中的作用。对于核心交换层，我们将分析如何利用VSS（Virtual Switching System）或堆叠技术（Stacking）在逻辑上合并多台物理设备，实现控制平面冗余和快速故障恢复。第八章：虚拟化与网络功能化（NFV/SDN概述）软件定义网络（SDN）是下一代交换架构的关键驱动力。本章将介绍SDN的基本架构——控制平面、数据平面和应用平面的分离。着重讲解OpenFlow协议在集中控制交换机流表中的作用。此外，还将初步探讨网络功能虚拟化（NFV）如何通过将传统硬件功能（如防火墙、负载均衡器）软件化，并在通用硬件上运行，从而提高交换网络的部署灵活性和资源利用率。第三部分：新兴趋势与实践考量第九章：数据中心交换架构：Clos与Leaf-Spine 传统的三层架构在面对东西向流量爆炸性增长时显得力不从心。本章聚焦于现代数据中心交换的典范——Clos网络架构，特别是Leaf-Spine拓扑。我们将分析该拓扑如何通过全互联（Full Mesh）和ECMP（Equal-Cost Multi-Path）实现无阻塞、高带宽的连接。讨论Overlay网络技术（如VXLAN）如何在L2/L3融合的网络环境中提供大规模的二层扩展性。第十章：安全交换实践与威胁缓解交换机作为网络边界和核心节点，其安全性至关重要。本章涵盖了交换机自身的安全加固措施，如管理平面访问控制和端口安全（Port Security）。更重要的是，我们将探讨如何利用交换机硬件特性来缓解网络攻击，包括DHCP Snooping、ARP Inspection和MAC Flooding防御机制。分析高级的访问控制列表（ACLs）在L2/L3层面进行精细流量过滤的应用。结论与展望本书的最终目标是使读者不仅掌握现有交换技术的工作原理，更能理解这些技术背后的设计哲学。未来的交换网络将更加智能化、自动化和可编程化，本书提供的坚实理论基础将是应对这些未来挑战的必备工具。

作者简介

目录信息

第1章概论 1.1 交换与通信网 1.2 电话交换 1.3 数据交换 1.3.1 数据通信和话音通信的区别 1.3.2 利用电话网络进行数据传输 1.3.3 电路交换 1.3.4 报文交换 1.3.5 分组交换 1.4 宽带交换技术 1.4.1 电信业务和媒体传输特性 1.4.2 快速电路交换 1.4.3 快速分组交换——帧中继 1.4.4 异步转移模式(ATM) 1.4.5 IP交换和标记交换 1.5 光交换技术 1.6 软交换技术小结习题第2章交换单元与交换网络 2.1 引言 2.2 交换单元 2.2.1 交换单元及其数学描述 2.2.2 开关阵列 2.2.3 时分复用交换单元 2.3 交换网络 2.3.1 CLOS网络 2.3.2 TST网络 2.3.3 DSN网络 2.3.4 BANYAN网络小结习题第3章电路交换技术及接口电路 3.1 电路交换技术的发展与分类 3.1.1 电路交换技术的发展 3.1.2 电路交换技术的分类 3.2 电路交换系统的基本功能 3.2.1 电路交换呼叫接续过程 3.2.2 电路交换的基本功能 3.2.3 控制系统的结构 3.3 电路交换系统的接口电路 3.3.1 模拟用户接口电路 3.3.2 数字用户线接口电路 3.3.3 模拟中继接口电路 3.3.4 数字中继接口电路 3.3.5 数字多频信号的发送和接收小结习题第4章存储程序控制原理 4.1 呼叫处理过程 4.1.1 一个呼叫的处理过程 4.1.2 用SDL图来描述呼叫处理过程 4.2 程控交换控制系统的电路结构 4.3 呼叫处理软件 4.3.1 扫描与输入 4.3.2 扫描周期的确定 4.3.3 数字分析 4.3.4 路由选择 4.3.5 通路选择 4.3.6 输出驱动 4.4 程控交换的软件系统 4.4.1 交换软件的特点和组成 4.4.2 程控交换机的操作系统 4.4.3 呼叫处理能力分析 4.4.4 数据结构 4.4.5 程序设计语言小结习题第5章分组交换与帧中继技术 5.1 分组交换技术的产生 5.1.1 数据通信系统的构成 5.1.2 分组交换技术的产生 5.2 分组交换技术 5.2.1 资源分配 5.2.2 分组的形成 5.2.3 交换虚电路的建立和释放 5.2.4 虚电路和逻辑信道的概念 5.2.5 路由选择 5.2.6 流量控制 5.3 通信协议 5.3.1 抽象通信过程 5.3.2 通信系统分层的基本概念 5.3.3 开放系统互连参考模型（OSI-RM） 5.3.4 X.25建议 5.4 帧中继（FR） 5.4.1 概述 5.4.2 帧中继的协议结构与帧格式 5.4.3 帧中继业务的永久虚电路HPVC） 5.4.4 帧中继的PVC管理 5.4.5 帧中继技术的特点小结习题第6章信令系统 6.1 概述 6.1.1 信令的概念 6.1.2 信令方式 6.2 NO.7信令系统 6.2.1 概述 6.2.2 功能结构 6.2.3 信令单元格式小结习题第7章 ATM交换技术 7.1 引言 7.2 异步转移模式(ATM)基础 7.2.1 ATM传送模式 7.2.2 ATM信元结构 7.2.3 ATM分层参考模型 7.2.4 ATM信元传送处理原则 7.2.5 基于ATM交换的B-ISDN拓扑结构 7.3 ATM交换的基本原理 7.4 ATM交换机的模块结构 7.5 信元交换机构 7.5.1 共享存储型交换结构 7.5.2 共享媒体型交换结构 7.5.3 空分交换结构 7.6 输入和输出模块 7.6.1 输入模块 7.6.2 输出模块 7.7 ATM交换的呼叫和连接控制 7.7.1 ATM请求式连接 7.7.2 关于ATM寻址 7.7.3 地址登记 7.7.4 连接控制消息 7.7.5 连接建立和清除 7.7.6 Q.2931定时器和状态 7.7.7 连接控制举例小结习题第8章路由器及IP交换技术 8.1 计算机通信的演进和发展 8.2 TCP/IP基本原理 8.2.1 TCP/IP的网络体系结构 8.2.2 IP协议 8.2.3 地址解析协议（ARP） 8.2.4 互联网控制报文协议（ICMP） 8.2.5 TCP协议 8.2.6 用户数据报协议（UDP） 8.2.7 IP的未来（IPV6） 8.3 路由器工作原理 8.3.1 路由器的报文转发原理 8.3.2 路由选择表的生成和维护 8.4 IP交换技术 8.4.1 IP交换机的构成及工作原理 8.4.2 IP交换中所使用的协议 8.5 标记交换技术 8.5.1 标记交换的工作原理 8.5.2 标记交换的性能 8.6 多协议标签交换技术 8.6.1 MPLS网络模型 8.6.2 MPLS协议 8.6.3 标签分发协议 8.6.4 标签分发与管理 8.6.5 标签交换路径 8.6.6 循环路径控制小结习题第9章光交换技术 9.1 概述 9.2 光交换元件 9.2.1 半导体光开关 9.2.2 耦合波导开关 9.2.3 硅衬底平面光波导开关 9.2.4 波长转换器 9.2.5 光存储器 9.2.6 空间光调制器 9.3 光交换网络结构 9.3.1 空分光交换网络 9.3.2 波分光交换网络 9.3.3 时分光交换网络 9.3.4 自由空间光交换网络 9.3.5 混合型光交换网络 9.4 多维交换系统 9.4.1 多维光网络结构 9.4.2 多维光交换网络应用 9.5 光交换的应用 9.5.1 光分插复用 9.5.2 光互连小结习题第10章软交换技术 10.1 概述 10.1.1 NGN的产生 10.1.2 NGN的概念和特点 10.1.3 NGN的功能分层结构 10.1.4 软交换在NGN中 10.1.5 NGN的演进策略 10.2 软交换技术基础 10.2.1 软交换基本概念 10.2.2 软交换的体系结构 10.2.3 软交换的功能结构 10.2.4 软交换协议 10.2.5 软交换的互通技术 10.2.6 软交换呼叫接续流程例 10.2.7 软交换标准与研究现状 10.3 软交换网关技术 10.3.1 网关功能的分解 10.3.2 媒体网关（MG） 10.3.3 信令网关（SG） 10.4 软交换的主要协议 10.4.1 MGCP协议 10.4.2 H.248/MEGACO协议 10.4.3 SIP协议 10.5 基于软交换的业务提供 10.5.1 软交换的增值业务体系 10.5.2 AS与其他功能实体间的通信 10.5.3 业务API 小结习题附录英文缩略语参考文献
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读后感

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用户评价

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读完最近一本关于城市规划的书，我开始对“系统”这个概念产生了浓厚的兴趣。城市，无疑是一个极其庞大的系统，交通、能源、住宅、绿化，每一个组成部分都相互关联，相互影响。我突然联想到，我之前偶然间在一家二手书店淘到的一本“现代交换原理”，当时只是觉得封面设计很有意思就买下了，一直没来得及细看。现在回想起来，这本书的标题，似乎就与我最近对系统性思维的关注点不谋而合。我猜想，它可能就是在探讨，在各种各样的“交换”关系中，如何理解一个整体的运作逻辑。比如，在一个健康的城市生态系统中，资源的流动、信息的传递、利益的分配，这些“交换”是如何形成的，又会对整个城市的发展产生怎样的影响。这本书，或许能为我提供一个全新的视角，去审视和理解那些庞大而复杂的系统，不仅仅是城市，可能还包括经济、社会，甚至是我们人与人之间的关系。我开始期待，等手头的其他书籍读完，一定要好好翻翻这本书，看看它能给我带来怎样的启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书我拿到手已经有一段时间了，一直想好好坐下来写点什么，但总觉得脑子里乱糟糟的，不知道从何说起。它放在我书架的最显眼位置，每次目光扫过，都会勾起我一些奇妙的联想。我总觉得，这本书就像一个经验丰富的老者，默默地在那里，等待着一个愿意倾听和探索的灵魂。我尝试着翻阅过几次，但可能是我当时的知识储备还不够，对书中某些章节的理解，总觉得隔靴搔痒，未能触及精髓。我记得有一次，我在一个论坛上看到有人讨论这本书，大家七嘴八舌，有人赞不绝口，有人则觉得晦涩难懂，这让我对它更加好奇。我猜测，它可能探讨的不仅仅是知识本身，更是一种思维方式，一种处理复杂问题的视角。我有时会想象，作者在写这本书的时候，内心是怎样的波澜起伏，是怎样的灵感迸发，才能将那些抽象的概念具象化，呈现在读者面前。或许，这本书的价值，并不仅仅在于它直接传授的那些“东西”，而在于它激发我去思考，去寻找属于自己的答案。我希望有一天，我能真正读懂它，感受到它所蕴含的深邃智慧。

评分☆☆☆☆☆

最近迷上了一款非常复古的解谜游戏，每天晚上都会沉浸其中，那种抽丝剥茧、层层深入的感觉，让我欲罢不能。每次解开一个机关，或者找到一条隐藏的线索，都有一种莫大的成就感。我发现，这款游戏的设计理念，和我在一本名为“现代交换原理”的书上看到的一些观点，有着惊人的相似之处。这本书我虽然还没有完全看完，但其中一些关于系统性思维和因果关系的探讨，深深地吸引了我。它让我明白，很多看似复杂的问题，其实都可以分解成更小的单元，然后去理解它们之间的相互作用和影响。在玩游戏的时候，我就会不自觉地运用这种思路，分析每个谜题的逻辑，预测下一步可能的结果。有时候，我甚至会停下来，在脑子里构建一个思维导图，把所有的线索和可能性都梳理清楚。我觉得，这种能力，在生活和工作中也同样重要。这本书，就像是一把钥匙，帮我打开了理解事物运作方式的新大门，让我不再仅仅是表面的观察者，而是能够更深入地洞察其内在的机制。

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每次看到一些关于人工智能或者大数据分析的新闻，都让我感到既兴奋又有点不知所措。感觉这个世界正在以惊人的速度变化，而我却好像总是在追赶的路上。我记得我有一个朋友，他对这些高科技领域非常感兴趣，他曾经向我推荐过一本叫做“现代交换原理”的书，说这本书能帮助理解很多底层逻辑。我当时只是点点头，并没有太放在心上。现在想想，可能是因为我还没有真正体会到那些“原理”的重要性。我猜这本书，或许就是试图用一种清晰易懂的方式，来解释那些支撑着现代技术发展的基础性概念。比如，数据是如何被收集、处理、分析，然后在不同的场景下产生价值。又比如，各种算法是如何在“交换”信息和规则的过程中，做出决策并影响我们的生活的。我希望有一天，我能克服对技术本身的畏惧，通过这本书，去理解那些看似遥不可及的原理，从而更好地适应这个快速变化的时代。

评分☆☆☆☆☆

最近在学习一些关于行为经济学的知识，发现人类的决策过程远比我们想象的要复杂得多。那些看起来理性的选择，背后往往隐藏着各种各样的心理偏差和认知陷阱。我突然想起，我曾经在网上看到过一本叫做“现代交换原理”的书，当时因为一些原因，并没有深入去了解它。现在看来，这本书的标题，或许正是抓住了事物的核心。我猜测，这本书可能就在探讨，在各种“交换”的过程中，如何揭示出隐藏在表象之下的动机和规律。比如，当我们在购买一件商品时，我们不仅仅是在交换金钱和商品，我们还在交换信任、期望，甚至是我们对自身的一种定义。这本书，可能就是帮助我们理解，这些看似微小的“交换”是如何累积起来，最终影响我们的行为和整个社会的运作。我非常好奇，它会以怎样的方式，去解析这些深层的东西，以及它是否能帮助我更好地理解自己和他人的行为模式。

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