廣義的交換機switch就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。當(dāng)然現(xiàn)在我們早已普及了程控交換機,交換的過程都是自動完成。
什么是以太網(wǎng)交換機?交換switching 是按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設(shè)備自動完成的方法,把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)統(tǒng)稱。廣義的交換機switch就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。
交換和交換機最早起源于電話通訊系統(tǒng)(PSTN),我們現(xiàn)在還能在老電影中看到這樣的場面:首長(主叫用戶)拿起話筒來一陣猛搖,局端是一排插滿線頭的機器,戴著耳麥的話務(wù)小姐接到連接要求后,把線頭插在相應(yīng)的出口,為兩個用戶端建立起連接,直到通話結(jié)束。這個過程就是通過人工方式建立起來的交換。當(dāng)然現(xiàn)在我們早已普及了程控交換機,交換的過程都是自動完成。
在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,交換概念的提出是對于共享工作模式的改進。我們以前介紹過的HUB 集線器就是一種共享設(shè)備,HUB本身不能識別目的地址,當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機給B主機傳輸數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)包在以HUB為架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式傳輸?shù)摹?/p>
由每一臺終端通過驗證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收。也就是說,在這種工作方式下,同一時刻網(wǎng)絡(luò)上只能傳輸一組數(shù)據(jù)幀的通訊,如果發(fā)生碰撞還得重試。這種方式就是共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。
什么是以太網(wǎng)交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上,控制電路收到數(shù)據(jù)包以后,處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC(網(wǎng)卡的硬件地址)的NIC(網(wǎng)卡)掛接在哪個端口上,通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口,目的MAC若不存在才廣播到所有的端口,接收端口回應(yīng)后交換機會“學(xué)習(xí)”新的地址,并把它添加入內(nèi)部地址表中。
什么是以太網(wǎng)交換機也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”,通過對照地址表,交換機只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉(zhuǎn)發(fā),可以有效的隔離廣播風(fēng)暴,減少誤包和錯包的出現(xiàn),避免共享沖突。
什么是以太網(wǎng)交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨立的網(wǎng)段,連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨自享有全部的帶寬,無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時。
節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據(jù),而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬,都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機,那么該交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB時,一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps。
總之,交換機是一種基于MAC地址識別,能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機可以“學(xué)習(xí)”MAC地址,并把其存放在內(nèi)部地址表中,通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時的交換路徑,使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達目的地址。
什么是以太網(wǎng)交換機的應(yīng)用
作為局域網(wǎng)的主要連接設(shè)備,以太網(wǎng)交換機成為應(yīng)用普及最快的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一。隨著交換技術(shù)的不斷發(fā)展,以太網(wǎng)交換機的價格急劇下降,交換到桌面已是大勢所趨。如果你的以太網(wǎng)絡(luò)上擁有大量的用戶、繁忙的應(yīng)用程序和各式各樣的服務(wù)器,而且你還未對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)做出任何調(diào)整,那么整個網(wǎng)絡(luò)的性能可能會非常低。解決方法之一是在以太網(wǎng)上添加一個10/100Mbps的交換機,它不僅可以處理10Mbps的常規(guī)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流,而且還可以支持100Mbps的快速以太網(wǎng)連接。
如果網(wǎng)絡(luò)的利用率超過了40%,并且碰撞率大于10%,交換機可以幫你解決一點問題。帶有100Mbps快速以太網(wǎng)和10Mbps以太網(wǎng)端口的交換機可以全雙工方式運行,可以建立起專用的20Mbps到200Mbps連接。
不僅不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下交換機的作用各不相同,在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下添加新的交換機和增加現(xiàn)有交換機的交換端口對網(wǎng)絡(luò)的影響也不盡相同。充分了解和掌握網(wǎng)絡(luò)的流量模式是能否發(fā)揮交換機作用的一個非常重要的因素。
因為使用交換機的目的就是盡可能的減少和過濾網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量,所以如果網(wǎng)絡(luò)中的某臺交換機由于安裝位置設(shè)置不當(dāng),幾乎需要轉(zhuǎn)發(fā)接收到的所有數(shù)據(jù)包的話,交換機就無法發(fā)揮其優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的作用,反而降低了數(shù)據(jù)的傳輸速度,增加了網(wǎng)絡(luò)延遲。
除安裝位置之外,如果在那些負載較小,信息量較低的網(wǎng)絡(luò)中也盲目添加交換機的話,同樣也可能起到負面影響。受數(shù)據(jù)包的處理時間、交換機的緩沖區(qū)大小以及需要重新生成新數(shù)據(jù)包等因素的影響。
在這種情況下使用簡單的HUB要比交換機更為理想。因此,我們不能一概認為交換機就比HUB有優(yōu)勢,尤其當(dāng)用戶的網(wǎng)絡(luò)并不擁擠,尚有很大的可利用空間時,使用HUB更能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有資源。