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1、交换机（Switch）工作原理 一、概述 5 n # w0 Y6 Z% C G. O C5 L. v. K* g 交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层*作。与桥接器一样，交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与桥接器不同的是交换机转发延迟很小，*作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。 9 d9 h4 w/ L0 / d 交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。现在已有以太网、
2、快速以太网、FDDI和ATM技术的交换产品。 0 f+ p% V% n. J) B B. V2 交换机能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况?苯影沧霸诙嘈橥缰校唤换换褂孟钟械牡缋隆屑唐鳌咂骱凸髡镜耐槐刈鞲卟愕挠布叮唤换换怨髡臼峭该鞯模庋芾砜土蚧送缃诘愕脑黾印贫屯绫浠?作。 q. h* |2 w4 B0 k# h/ m 利用专门设计的集成电路可使交换机以线路速率在所有的端口并行转发信息，提供了比传统桥接器高得多的*作性能。专用集成电路技术使得交换器在更多端口的情况下以上述性能运行，其端口造价低于传统型桥接器。 . R b + A1
3、N) B; V; H8 Q 帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下几种： . 6 e9 p: c: n1 u% y. L / B% B) d! ?+ ?0 w8 z c0 ( i, G1 Z0 v. “ u 前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级的控制，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。因此，各厂商把后一种技术作为重点。 6 K8 c9 t8 F. i+ A8 T V O _ X! p2 . O# f
4、A7 h 有的厂商甚至对网络帧进行分解，将帧分解成固定大小的信元，该信元处理极易用硬件实现，处理速度快，同时能够完成高级控制功能（如美国MADGE公司的LET集线器）如优先级控制。 : X% X9 k! w$ _ J* K. I# B 3 c. m* r5 A3 u, s* z K6 l 令牌环交换机； ; C7 E D- S+ | O# n9 E % i1 r% A# q2 b# W7 ( s2 G% i FDDI交换机； $ ?8 a- K: x$ f% b; E2 f0 y % O# $ H6 v! “ Z; a- j ATM交换机； 2 w; k( N7 a) Z + O* J5 N3
5、 ( D: 9 F 快速以太网交换机等。 i6 F+ |+ H% A7 E* Q6 A8 F, O 3 , T9 t9 t! v4 h, J 如果按交换机应用领域来划分，可分为： 0 k! . _ t$ y8 s3 i s$ u R6 R$ v“ G0 - E _# 台式交换机； / e! ) n# N! N: D- L0 1 F; Y 9 m C! D5 Z9 - i z) ? （3）系统的扩充能力； . T M5 S Y) f+ Q % S( L2 O7 L* |+ p3 j“ V M （4）主干线连接手段； 7 b- t5 x: % Q( + C ( m% L( L! S8 r. k;
6、_ （5）交换机总交换能力； i/ |3 X2 u4 b3 p; T“ a 6 g, D0 n5 N* o+ q5 V2 W C （6）是否需要路由选择能力； 1 “ y9 p) o) e; + Q4 y j7 q, K* g3 Q$ a9 W% ?7 E （7）是否需要热切换能力； + U, M. B7 _- ; S- ; W% L / t* j1 T8 a2 “ s （8）是否需要容错能力； / m+ S) W; n, R8 3 y) ! e ! k- S5 / : Z) C( A （9）能否与现有设备兼容，顺利衔接； / o7 z9 3 E M) G8 G, t ) B, o1 L: 3
7、 e5 E% 1 m F “ U7 t$ h5 K+ Q“ K3 | 四、交换机应用中几个值得注意的问题 9 + I4 I9 Q; W/ b ! A* F$ m9 s“ G; C6 Z8 V% p 1交换机网络中的瓶颈问题 r6 j k! 0 H. g; Z . L$ C. R“ o: y$ ( v 交换机本身的处理速度可以达到很高，用户往往迷信厂商宣传的Gbps级的高速背板。其实这是一种误解，连接入网的工作站或服务器使用的网络是以大网，它遵循CSMACD介质访问规则。在当前的客户服务器模式的网络中多台工作站会同时访问服务器，因此非常容易形成服务器瓶颈。有的厂商已经考虑到这一点，在交换机中设计
8、了一个或多个高速端口（如3COM的Linkswitch1000可以配置一个或两个100Mbps端口），方便用户连接服务器或高速主干网。用户也可以通过设计多台服务器（进行业务划分）或追加多个网卡来消除瓶颈。交换机还可支持生成树算法，方便用户架构容错的冗余连接。 - L, d O9 S% q* p/ |- W% a“ B % t8 z5 K; W% w 静态虚拟网的划分通常是网管人员使用网管软件或直接设置交换机的端口，使其直接从属某个虚拟网。这些端口一直保持这些从属性，除非网管人员重新设置。这种方法虽然比较麻烦，但比较安全，容易配置和维护。 “ l% d( h$ J9 q$ O : c5 ?, s
9、- 5 e1 C“ m 目前也出现了CDDIFDDI的交换技术，另外该CDDIFDDI的端口价格也呈下降趋势，同时在传输距离和安全性方面也有比较大的优势，因此它是大型网络骨干的一种比较好的选择。 * a c% f% p q$ C( q 3COM的主要交换产品有Linkswitch系列和LANplex系列；BAY的主要交换产品有LattisSwitch2800，BAY stack workgroup、System3O005000（提供某些可选交换模块）；Cisco的主要交换产品有Catalyst 1000200030005000系列。 . m! i, f+ J3 6 j, N5 v u, x: p* s“ j# . - T3 d+ Z 三家公司的产品形态看来都有相似之处，产品的价格也比较接近，除了设计中要考虑网络环境的具体需要（强调端口的搭配合理）外，还需从整体上考虑，例如网管、网络应用等。随着ATM技术的发展和成熟以及市场竞争的加剧，帧交换机的价格将会进一步下跌，它将成为工作组网的重要解决方案。
