摘要:通过对软交换的基本原理的认真分析,论述了软交换的主要特点和功能,简要介绍了软交换在VoIP中的应用,并对软交换发展中需要继续研究的问题进行了探讨。
关键词:软交换 协议 网络 原理 应用 随着通信网络威廉希尔官方网站 的飞速发展,人们对于宽带及业务的要求也在迅速增长,为了向用户提供更加灵活、多样的现有业务和新增业务,提供给用户更加个性化的服务,提出了下一代网络的概念,且目前各大电信运营商已开始着手进行下一代通信网络的实验。软交换威廉希尔官方网站 又是下一代通信网络解决方案中的焦点之一,已成为近年来业界讨论的热点话题。我国网络与交换标准研究组已经完成了有关软交换体系的总体威廉希尔官方网站 要求框架,863计划也对有关软交换系统在多媒体和移动通信系统方面的研究课题进行了立项。 1 软交换概念的提出及定义 软交换的概念最早起源于美国。当时在企业网络环境下,用户采用基于以太网的电话,通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件(Call Manager、Call Server),实现PBX功能(IP PBX)。对于这样一套设备,系统不需单独铺设网络,而只通过与局域网共享就可实现管理与维护的统一,综合成本远低于传统的PBX。由于企业网环境对设备的可靠性、计费和管理要求不高,主要用于满足通信需求,设备门槛低,许多设备商都可提供此类解决方案,因此IP PBX应用获得了巨大成功。受到IP PBX成功的启发,为了提高网络综合运营效益,网络的发展更加趋于合理、开放,更好的服务于用户。业界提出了这样一种思想:将传统的交换设备部件化,分为呼叫控制与媒体处理,二者之间采用标准协议(MGCP、H248)且主要使用纯软件进行处理,于是,SoftSwitch(软交换)威廉希尔官方网站 应运而生。 软交换概念一经提出,很快便得到了业界的广泛认同和重视,ISC(International SoftSwitch Consortium)的成立更加快了软交换威廉希尔官方网站 的发展步伐,软交换相关标准和协议得到了IETF、ITU-T等国际标准化组织的重视。
根据国际Softswitch论坛ISC的定义,Softswitch是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的设备和系统。因此,软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关(传输层)中分离出来,通过软件实现基本呼叫控制功能,从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离,为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。与此同时,软交换还将网络资源、网络能力封装起来,通过标准开放的业务接口和业务应用层相连,可方便地在网络上快速提供新的业务。 软交换是下一代网络的核心设备之一,各运营商在组建基于软交换威廉希尔官方网站 的网络结构时,必须考虑到与其它各种网络的互通。在下一代网络中,应有一个较统一的网络系统结构。基于软交换威廉希尔官方网站 的网络结构如图1所示。 由图中可以看出,软交换位于网络控制层,较好地实现了基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的功能。 软交换与应用/业务层之间的接口提供访问各种数据库、三方应用平台、功能服务器等接口,实现对增值业务、管理业务和三方应用的支持。其中:软交换与应用服务器间的接口可采用SIP、API,如Parlay,提供对三方应用和增值业务的支持;软交换与策略服务器间的接口对网络设备工作进行动态干预,可采用COPS协议;软交换与网关中心间的接口实现网络管理,采用SNMP;软交换与智能网SCP之间的接口实现对现有智能网业务的支持,采用INAP协议。 通过核心分组网与媒体层网关的交互,接收处理中的呼叫相关信息,指示网关完成呼叫。其主要任务是在各点之间建立关系,这些关系可以是简单的呼叫,也可以是一个较为复杂的处理。软交换威廉希尔官方网站 主要用于处理实时业务,如话音业务、视频业务、多媒体业务等。 软交换之间的接口实现不同与软交换之间的交互,可采用SIP-T、H.323或BICC协议。 3 软交换威廉希尔官方网站 的设计原理及其实现目标 软交换威廉希尔官方网站 是一个分布式的软件系统,可以在基于各种不同威廉希尔官方网站 、协议和设备的网络之间提供无缝的互操作性,其基本设计原理是设法创建一个具有很好的伸缩性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统,它独立于特定的底层硬件/操作系统,并能够很好地处理各种业务所需要的同步通信协议,在一个理想的位置上把该架构推向摩尔曲线轨道。并且它应该有能力支持下列基本要求: (1)独立于协议和设备的呼叫?熏设备的呼叫处理和/同步会晤管理应用的开发。
(2)在其软交换网络中能够安全地执行多个第三方应用而不存在由恶意或错误行为的应用所引起的任何有害影响。 (4)业务和应用提供者能增加支持全系统范围的策略能力而不会危害其性能和安全。 (5)有能力进行同步通信控制,以支持包括帐单、网络管理和其他运行支持系统的各种各样的后营业室系统。 (6)支持运行时间捆绑或有助于结构改善的同步通信控制网络的动态拓扑。 (7)从小到大的网络可伸缩性和支持彻底的故障恢复能力。 软交换的实现目标是在媒体设备和媒体网关的配合下,通过计算机软件编程的方式来实现对各种媒体流进行协议转换,并基于分组网络(IP/ATM)的架构实现IP网、ATM网、PSTN网等的互连,以提供和电路交换机具有相同功能并便于业务增值和灵活伸缩的设备。 软交换系统的参考模型如图2。 4 软交换所使用的主要协议 软交换体系涉及协议非常众多,包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。国际上,IETF、ITU-T、SoftSwitch Org等组织对软交换及协议的研究工作一直起着积极的主导作用,许多关键协议都已制定完成,或趋于完成。这些协议将规范整个软交换的研发工作,使产品从使用各厂家私有协议阶段进入使用业界共同标准协议阶段,各家之间产品互通成为可能,真正实现软交换产生的初衷——提供一个标准、开放的系统结构,各网络部件可独立发展。在软交换的研究进展方面,我国处于世界同步水平。信息产业部“网络与交换标准研究组”在1999年下半年就启动了软交换项目的研究,目前已完成了《软交换设备总体威廉希尔官方网站 要求》。此外,“IP标准研究组”正在研制有关中继媒体网关(TG)、信令网关?穴SG?雪、接入网关(AG)、综合接入设备?穴IAD?雪等设备威廉希尔官方网站 规范。 下面对几个主要协议做一简单介绍。 1.H.248/MEGACO H.248和MEGACO协议均称为媒体网关控制协议,应用在媒体网关和H.248/MEGACO与软交换设备之间。两个协议的内容基本相同,只是H.248是由ITU提出来的,而MEGACO是由IEFT提出来的,且是双方共同推荐的协议。它们引入了Termination(终端)和Context(关联)两个抽象概念。在Termination(终端)中,封装了媒体流的参数、MODEM和承载能力参数,而Context(关联)则表明了在一些Termination(终端)之间的相互连接关系。H.248/MEGACO通过Add、Modify、Subtract、Move等8个命令完成对Termination(终端)和Context(关联)之间的操作,从而完成了呼叫的建立和释放。 2.媒体网关控制协议(MGCP) 媒体网关控制协议(MGCP)是由IEFT提出来的,是简单网关控制协议(SGCP)和IP设备控制协议(IPDC)相结合的产物。MEGACO协议是对MGCP协议的进一步改进、完善和提高,MGCP协议可以说是一个比较成熟的协议,协议的内容与MEGACO协议比较相似。目前软交换系统设备大都支持该协议,其不足也慢慢表现出来,将来可能要被H.248/MEGACO协议所取代。 在软交换系统中,MGCP协议与H.248/MEGACO协议一样,应用在媒体网关和MGCP终端与软交换设备之间,通过此协议来控制媒体网关和MGCP终端上的媒体/控制流的连接、建立和释放。 3.会话初始协议(SIP) 会话初始协议(SIP)是IETF提出的在IP网上进行多媒体通信的应用层控制协议。以Internet协议(HTTP)为基础,遵循Internet的设计原则,基于对等工作模式。利用SIP可实现会话的连接、建立和释放,并支持单播、组播和可移动性。此外,SIP如果与SDP配合使用,可以动态地调整和修改会话属性,如通话带宽、所传输的媒体类型及编解码格式。其具体内容可参见IETF RFC 2543bis。 在软交换系统中,SIP协议主要应用于软交换与SIP终端之间,也有的厂家将SIP协议应用于软交换与应用服务器之间,提供基于SIP协议实现的增值业务。总的来说,SIP协议主要应用于语音和数据相结合的业务,以及多媒体业务之间的呼叫建立与释放。特别是SIP协议以其简单、灵活的特点,使作为移动通信标准化组织的3GPP已经决定在其基础上建立第三代移动通信的全IP网络,并要求未来的3G终端必须支持SIP协议。 4.SCTP协议 SCTP协议是由IETF提出的一种关于流控制传送协议。主要是在无连接的网络上传送PSTN信令信息,该协议可以在IP网上提供可靠的数据传输。SCTP可以在确认方式下,无差错、无重复地传送用户数据,并根据通路的MTU的限制,进行用户数据的分段;在多个流上保证用户消息的顺序递交,把多个用户的消息复制到SCTP的数据块中。利用SCTP偶连的机制来保证网络级的部分故障自处理。SCTP还具有避免拥塞和避免遭受泛播及匿名攻击的特点。 SCTP协议在软交换中起着控制协议的主要承载者的作用。 5 软交换威廉希尔官方网站 的主要特点和功能 1.软交换威廉希尔官方网站 的主要特点表现在以下几个方面: (1)支持各种不同的PSTN、ATM和IP协议等各种网络的可编程呼叫处理系统。 (2)可方便地运行在各种商用计算机和操作系统上。 (3)高效灵活性。例如: ·软交换加上一个中继网关便是一个长途/汇接交换机(C4交换机)的替代,在骨干网中具有VoIP或VTOA功能。 ·软交换加上一个接入网关便是一个语音虚拟专用网(VPN)/专用小交换机(PBX)中继线的替代,在骨干网中具有VoIP功能。 ·软交换加上一个RAS,便可利用公用承载中继来提供受管的MODEM业务。 ·软交换加上一个中继网关和一个本地性能服务器便是一个本地交换机(C5交换机)的替代,在骨干网中具有VoIP或VTOA功能。 (4)开放性 通过一个开放的和灵活的号码簿接口便可以再利用IN(智能网)业务。例如,它提供一个具有接入到关系数据库管理系统、轻量级号码簿访问协议和事务能力应用部分号簿的号码簿嵌入机制。 (5)为第三方开发者创建下一代业务提供开放的应用编程接口(API)。 (6)具有可编程的后营业室特性。例如:可编程的事件详细记录、详细呼叫事件写到一个业务提供者的收集事件装置中。 (7)具有先进的基于策略服务器的管理所有软件组件的特性。包括展露给所有组件的简单网络管理协议接口、策略描述语言和一个编写及执行客户策略的系统。 2.软交换是多种逻辑功能实体的集合,它提供综合业务的呼叫控制、连接和部分业务功能,是下一代电信网语音/数据/视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。主要功能表现在以下几个方面: (1)呼叫控制和处理 为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能。 (2)协议功能 支持相应标准协议,包括H.248、SCTP、H.323、SNMP、SIP等。 (3)业务提供功能 可提供各种通用的或个性化的业务。 (4)业务交换功能 (5)互通功能 可通过各种网关实现与响应设备的互通。 (6)资源管理功能 对系统中的各种资源进行集中管理,如资源的分配、释放和控制。 (7)计费功能 根据运营需求将话单传送至计费中心。 (8)认证/授权功能 可进行认证与授权,防止非法用户或设备接入。
(9)地址解析功能和语音处理功能。 随着通信网络威廉希尔官方网站 的不断发展和软交换各种标准的制定与补充,不少厂家都推出了软交换的解决方案,各运营商也在积极进行相关实验。目前,国内外许多电信设备制造商,如西门子、阿尔卡特、爱立信、北电、中兴等都在积极发展新的交换机过渡平台,提出了软交换在下一代网络中的解决方案。这里简要介绍一下软交换在VoIP中的应用,图3为基于软交换威廉希尔官方网站 的VoIP网络结构。 从图中可以看出,它的功能非常类似于现行电路交换传送系统间的交换/长途网,C4交换机用软交换系统和一组中继网关的组合体所取代。中继网关自身是由软交换威廉希尔官方网站 利用主/被叫协议控制,这个协议就是与来自某个具有指定源/目的的RTP/UDP/IP流的电路交换机的一个指定时隙相关的MGCP/IPDC协议。 软交换威廉希尔官方网站 作为呼叫处理的组成部分,其标识要被用来终结该呼叫的最有可能的出口网关,并利用这个信息来命令中继网关执行所指定的功能,亦即软交换威廉希尔官方网站 能够通过选择一个最小代价的路由来完成每次呼叫,以使所选择的出口网关最接近目的电话。于是,就完成了原有通过电路交换网执行的呼叫操作功能。 接入网关既可以终结ISDN的PRI,也可以终结来自企业PBX的CAS信令。这种接入网关能够被软交换以基于分组电话协议的多种方式进行控制;对于基于H.323协议的网关,软交换能够像一个H.323网关那样动作;如果接入网关隧道PRI(Q.931)或CAS信令返回到软交换,那么软交换还能够使用像MGCP/IPDC协议以更好的方式控制接入网关。这也体现了软交换威廉希尔官方网站 处理接入网关的能力。 软交换威廉希尔官方网站 通过SIP协议接到电缆网络上,以支持企业的 IP PBX及IP电话。它还能够通过TCP/IP协议接入SCP,也可通过TCP/SCCP协议接入到SS7网络上,使无缝互连成为可能。 7 基于软交换的下一代网络中需要继续关注的主要问题 虽然基于软交换的下一代网络是一个比较完整的网络解决方案,可以应用在各种通信领域,但由于其威廉希尔官方网站 新,目前的解决方案大多处于实验阶段,尚未形成大规模应用,许多问题仍需要继续关注,如QOS、网关、安全性、业务提供方式、与现有网络的有机结合等问题。 1.QOS问题 对任何网络来说,QOS的保证都是一个非常重要的问题。从根本上说,软交换本身并不能解决QOS问题,而是靠其承载网络来保证服务质量的。承载网络目前有两种方式:ATM和IP。对于ATM的承载网络来说,其本身就有很强的QOS机制。但是,对于IP的承载网络来说,如何解决好QOS问题。在基于软交换的下一代网络中是一个非常关键的问题,因为从目前厂家的设备开发情况和网络发展的总的趋势来看,以IP为承载网络应该是大势所趋。 2.软交换网络的管理 从软交换目前的实现情况来看,大部分都采用SNMP协议作为软交换系统的网管协议,但SNMP网管系统具有一定的局限性,SNMP网管以静态管理方式为主,无法针对各种不同业务的需求变化进行综合管理。由于SNMP采用的是基于UDP的承载方式,因此不能很好的保证网管信息的可靠传输。同时,基于软交换的下一代网络提供的是实时业务,而要求网管系统必须具有一定的QOS管理能力。但目前基于软交换的网管系统处理这方面的能力比较差,还需进一步的改进、完善,才能满足用户对服务质量的要求 3.软交换涉及的协议尚需继续完善 软交换网络的各个网络接口之间采用开放的协议进行通讯。但是,目前不论是从协议的制定情况,还是各个厂家的开发情况来看,接口的标准化还不完善,大多数协议还处于扩充完善阶段。因此,离最终的开放网络还需要有一段时间。 综上所述,软交换虽然具有很大的发展潜力,但目前仍处于发展的起步阶段。以软交换为核心的通信系统将会提供业务开放能力,符合三网合一的发展趋势,提供话音、数据、视频业务和多媒体融合业务,满足通信个性化、移动化和随时随地获取信息的发展目标。
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软交换威廉希尔官方网站 及其应用
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2010-03-20 09:55:464254
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自动电话交换由“机电”方式向“程控”方式演变,是20世纪电话通信的又一次重大变
2010-03-20 09:56:371552
ATM光交换,ATM光交换是什么意思
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ATM光交换是对ATM信元进行交换的威廉希尔官方网站
。
ATM光交换遵循电领域ATM交换的基本原
2010-03-20 10:34:391447
光机械交换,光机械交换是什么意思
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光机械交换机依赖于成熟的光威廉希尔官方网站
,是目前最常见的交换机。它的操作原理十分简单, 在交换机
2010-03-20 10:56:55462
MEMS交换,MEMS交换原理是什么?
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采用微电子机械威廉希尔官方网站
(MEMS)的光交换。这种光交换的结构实质上是一个二维易镜片阵,当进行光交换时
2010-03-20 11:03:48664
光分组交换(OPS),光分组交换(OPS)威廉希尔官方网站 原理是什么?
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,它以光分组作为最小的交换颗粒,数据包的格式为固定长度的光分组头
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常规的光交叉连接设备(OXC)想在单一波长粒度下解决光的交叉连接及波长变换等问题,尽管节点
2010-03-20 11:54:15735
基于软交换的3G与WLAN互通设计
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第三代移动通信系统是在第二代移动通信威廉希尔官方网站
的基础上,引入了通用分组无线业务威廉希尔官方网站
及软交换等重要威廉希尔官方网站
演进而来
2010-03-22 10:14:44331
什么是软交换机/信令网关(SG)
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概述:
软交换机(Softswitch)是基于 IP 威廉希尔官方网站
的下一代语音和多媒体交换机。其设计目的在
2010-04-07 16:17:071419
如何用软交换威廉希尔官方网站 呼醒VOIP
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近来年,IP威廉希尔官方网站
因为发展的迅速而日益成熟,在具体应用中,通过分组网络实现端到端融合语音、数据、视频的应用已经
2010-04-23 09:11:39852
基于软交换的3G与无线局域网的互通
近来年,软交换威廉希尔官方网站
愈来愈成为公众关注的焦点,它将成为下一代网络的核心威廉希尔官方网站
,信息业界经过一翻努力提出了面向下一代IP融合网的软交换威廉希尔官方网站
,目前正积极进行3G核心网威廉希尔官方网站
2010-09-25 19:07:48660
私网穿越威廉希尔官方网站 在软交换体系中的应用
摘要:分析了在软交换体系中使用私网及NAT威廉希尔官方网站
所产生的问题,介绍了一种解决软交换私网穿越问题的方法,并对使用这种方法有可能为软交换网络带来的进一步影响进行了探讨
2010-09-25 19:48:46679
软交换组网威廉希尔官方网站 及应用
摘要:基于分组交换的软交换网络中,路由的概念发生了很大的变化。通过引入路由服务器,合理规划网络结构,可以提高网络的效率。本文阐述软交换网络的组网模式,并对软交
2010-09-25 20:01:31613
软交换威廉希尔官方网站 实现多媒体调度通信
摘要:阐述了软交换威廉希尔官方网站
的基本原理和发展趋势,分析了建设软交换系统的意义,介绍了重 庆市电力公司将软交换运用于电力通信领域的积极探索,包括软交换系统建设规划、建设目
2011-03-22 15:59:4926
软交换机威廉希尔官方网站 功能概述
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主要是为集中的呼叫控制功能而设计的,下一代网还将依赖于其它一系列已有的IP威廉希尔官方网站
和其它应用威廉希尔官方网站
来支持语音、数据、视频等多种业务。
2011-03-25 11:26:38753
NGN和软交换威廉希尔官方网站
国际电信联盟(ITU)在20012004年研究期开始启动有关下一代网络(NGN)的研究,2003年推出了NGN的框架性标准草案,组织了全球的NGN研讨会,2004年召开了相应的课题报告人联席会议,成立了N
2011-03-31 15:46:3952
下一代网络(NGN)中的软交换威廉希尔官方网站
SIP协议 是应用于IP 电话威廉希尔官方网站
的信令控制协议,是 软交换 系统中的重要协议之一,它具有很好的扩展性,目前仍然是一个发展中的协议,广泛应用于NGN 和3G 网络。在电信网络由传统网络
2011-06-07 17:21:1129
三层交换威廉希尔官方网站 原理与应用
详细的介绍了一种新的网络交换威廉希尔官方网站
第三层交换威廉希尔官方网站
,并在此基础上阐述了第三层交换威廉希尔官方网站
的产生背景、工作原理及其所具有的独特威廉希尔官方网站
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的发展现状,
2011-06-24 16:32:1145
基于软交换威廉希尔官方网站 的3G与WLAN的互通研究
本文在分析软交换网络结构后,阐述了UMTS Release5网络分层结构,体现了软交换思想在3G中的应用,并结合无线局域组网模式,讨论了3G与WLAN的融合方案。
2011-11-16 11:59:11961
软交换和IMS架构及概念
IMS(IP多媒体子系统):有可能会取代软交换成为NGN在业务层的主要网络威廉希尔官方网站
。3GPP标准组织R5版本中提出,R5定义了IMS的核心结构、网元功能、接口和流程等内容,继而在R6中增加了部分IMS
2017-10-09 14:44:3012
软交换威廉希尔官方网站 的介绍及基于云计算的电力系统的研究与实现
软交换威廉希尔官方网站
是电力调度交换网的发展方向和趋势,文章提出了一种可行的将调度软交换交换和云计算威廉希尔官方网站
相结合的方法,并重点介绍了云调度平台的架构设计和功能组件。文章最后探讨了基于云计算的电力调度软交换
2017-11-04 10:20:523
光波分复用威廉希尔官方网站 的解析及其在航电光交换网络中的研究
基于WDM的航电光交换网络研究,针对航电网络的发展需求和趋势,将WDM威廉希尔官方网站
和光交换威廉希尔官方网站
应用于光纤网络中,对应用中存在的WDM传输和交换问题进行研究。通过对WDM系统中传输威廉希尔官方网站
的研究,解决光发射
2017-11-06 17:11:525
网络软交换威廉希尔官方网站 十大功能介绍
随着电信市场的日益发展和向下一代网络(NGN)的逐步演进,软交换威廉希尔官方网站
正扮演着关键角色,日益成为电路交换和分组交换网络进行融合的威廉希尔官方网站
纽带。因此,软交换威廉希尔官方网站
在电信网中的应用越来越引起电信界的高度重视
2017-12-12 07:06:541808
专网中软交换系统作用发挥的研究与探讨
软交换系统还是比较常用的,于是我研究了一下专网中软交换系统如何发挥其最大作用,在这里拿出来和大家分享一下,希望对大家有用。继VOIP威廉希尔官方网站
从市场火爆到逐渐走向冷清之后,电信领域又迎来了软交换威廉希尔官方网站
的讨论
2017-12-12 07:38:01611
电路交换威廉希尔官方网站 的优缺点
本文主要介绍了电路交换威廉希尔官方网站
的优缺点,电路交换威廉希尔官方网站
的三个阶段以及电路交换威廉希尔官方网站
的分类。电路交换优点:信息的传输时延小,对一次接续而言。传输时延固定不变;信息以数字信号形式在数据通路中“透明”传输,交换
2018-03-14 11:30:0728576
软交换威廉希尔官方网站 的应用及如何“唤醒”VoIP
相信很多人都认为软交换威廉希尔官方网站
将是NGN的未来核心,这里我们主要介绍如何利用软交换威廉希尔官方网站
提高我们网络的整体性能,通信网络已从过去的威廉希尔官方网站
驱动模式转变为由市场、业务驱动的模式,以客户为中心,以市场为导向
2018-09-18 08:16:004481
三层交换威廉希尔官方网站 概念_三层交换威廉希尔官方网站 的特点
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就是:二层交换威廉希尔官方网站
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。它解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。
2019-08-20 15:12:4611232
什么是网络交换威廉希尔官方网站 网络交换威廉希尔官方网站 的特点 网络交换方式的三种基本方式
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是指在计算机网络中,通过交换机实现数据交换和转发的威廉希尔官方网站
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2023-08-09 12:36:222075
交换芯片架构是什么意思 交换芯片架构怎么工作
交换芯片架构是指交换芯片内部的设计和组织方式,包括其硬件组件、处理单元、内存结构、接口以及其他关键部分的布局和相互作用。交换芯片的架构决定了其处理网络数据包的能力和效率。
2024-03-22 16:45:0783
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