德國(guó)EPRO艾默生交換機(jī) 交換機(jī)(Switch)意為“開(kāi)關(guān)”是一種用于電(光)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。zui常見(jiàn)的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。其他常見(jiàn)的還有語(yǔ)音交換機(jī)、光纖交換機(jī)等。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(dòng)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)的統(tǒng)稱(chēng)。交換機(jī)根據(jù)工作位置的不同,可以分為廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。廣域的交換機(jī)(switch)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備,它應(yīng)用在數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)有多個(gè)端口,每個(gè)端口都具有橋接功能,可以連接一個(gè)局域網(wǎng)或一臺(tái)高性能服務(wù)器或工作站。實(shí)際上,交換機(jī)有時(shí)被稱(chēng)為多端口網(wǎng)橋。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,交換概念的提出改進(jìn)了共享工作模式。而HUB集線器就是一種物理層共享設(shè)備,HUB本身不能識(shí)別MAC 地址和IP地址,當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機(jī)給B主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí),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)?,由每一臺(tái)終端通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)報(bào)頭的MAC地址來(lái)確定是否接收。也就是說(shuō),在這種工作方式下,同一時(shí)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。通俗的說(shuō),普通交換機(jī)是不帶管理功能的,一根進(jìn)線,其他接口接到電腦上就可以了。德國(guó)EPRO艾默生交換機(jī) 在今天,交換機(jī)以更多的卻是以應(yīng)用需求為導(dǎo)向,在選擇方案和產(chǎn)品時(shí)用戶(hù)還非常關(guān)心如何有效保證投資收益。在用戶(hù)提出需求后,由系統(tǒng)集成商或廠商來(lái)為其需求來(lái)提供相應(yīng)的服務(wù),然后再去選擇相應(yīng)的技術(shù)。這點(diǎn)是在網(wǎng)絡(luò)方面表現(xiàn)尤其明顯,廣大用戶(hù),不論是重點(diǎn)行業(yè)用戶(hù)還是一般的企業(yè)用戶(hù),在應(yīng)用IT技術(shù)方面更加明智,也更加穩(wěn)健。此外,寬帶的廣泛應(yīng)用、大容量視頻文件的不斷涌現(xiàn)等等都對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹袠?-交換機(jī)的性能提出了新的要求。 據(jù)《2013-2018年中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局及投資前景評(píng)估報(bào)告》中顯示:隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展從技術(shù)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用,轉(zhuǎn)為從應(yīng)用選擇技術(shù);網(wǎng)絡(luò)的融合也從理論走向?qū)嵺`;網(wǎng)絡(luò)的安全越來(lái)越受到重視。而交換網(wǎng)絡(luò)的智能化提供了解決這些問(wèn)題的方法。網(wǎng)絡(luò)將在綜合應(yīng)用、速度和覆蓋范圍等方面繼續(xù)發(fā)展。交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層,即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)內(nèi)部的CPU會(huì)在每個(gè)端口成功連接時(shí),通過(guò)將MAC地址和端口對(duì)應(yīng),形成一張MAC表。在今后的通訊中,發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對(duì)應(yīng)的端口,而不是所有的端口。因此,交換機(jī)可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播,即沖突域;但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播,即廣播域。 交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)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(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)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(gè)端口上,通過(guò)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,廣播到所有的端口,接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的MAC地址,并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”,通過(guò)對(duì)照IP地址表,交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)。通過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā),可以有效的減少?zèng)_突域,但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播,即廣播域。交換機(jī)的傳輸模式有全雙工,半雙工,全雙工/半雙工自適應(yīng)交換機(jī)的全雙工是指交換機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也能夠接收數(shù)據(jù),兩者同步進(jìn)行,這好像我們平時(shí)打一樣,說(shuō)話的同時(shí)也能夠聽(tīng)到對(duì)方的聲音。交換機(jī)都支持全雙工。全雙工的好處在于遲延小,速度快。 提到全雙工,就不能不提與之密切對(duì)應(yīng)的另一個(gè)概念,那就是“半雙工”,所謂半雙工就是指一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只有一個(gè)動(dòng)作發(fā)生,舉個(gè)簡(jiǎn)單例子,一條窄窄的馬路,同時(shí)只能有一輛車(chē)通過(guò),當(dāng)有兩輛車(chē)對(duì)開(kāi),這種情況下就只能一輛先過(guò),等到頭兒后另一輛再開(kāi),這個(gè)例子就形象的說(shuō)明了半雙工的原理。早期的對(duì)講機(jī)、以及早期集線器等設(shè)備都是實(shí)行半雙工的產(chǎn)品。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,半雙工會(huì)逐漸退出歷史舞臺(tái)。類(lèi)似傳統(tǒng)的橋接器,交換機(jī)提供了許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。交換機(jī)能經(jīng)濟(jì)地將網(wǎng)絡(luò)分成小的沖突網(wǎng)域,為每個(gè)工作站提供更高的帶寬。協(xié)議的透明性使得交換機(jī)在軟件配置簡(jiǎn)單的情況下直接安裝在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中;交換機(jī)使用現(xiàn)有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網(wǎng)卡,不必作高層的硬件升級(jí);交換機(jī)對(duì)工作站是透明的,這樣管理開(kāi)銷(xiāo)低廉,簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加、移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)變化的操作。交換機(jī)”是一個(gè)舶來(lái)詞,源自英文“Switch”,原意是“開(kāi)關(guān)”,中國(guó)技術(shù)界在引入這個(gè)詞匯時(shí),翻譯為“交換”。在英文中,動(dòng)詞“交換”和名詞“交換機(jī)”是同一個(gè)詞(注意這里的“交換”特指電信技術(shù)中的信號(hào)交換,與物品交換不是同一個(gè)概念)。1993年,局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn),1994年,國(guó)內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。其實(shí),交換技術(shù)是一個(gè)具有簡(jiǎn)化、低價(jià)、高性能和口密集特點(diǎn)的交換產(chǎn)品,體現(xiàn)了橋接技術(shù)的復(fù)雜交換技術(shù)在OSI參考模型的第二層操作。與橋接器一樣,交換機(jī)按每一個(gè)包中的MAC地址相對(duì)簡(jiǎn)單地決策信息轉(zhuǎn)發(fā)。而這種轉(zhuǎn)發(fā)決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他信息。與橋接器不同的是交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小,操作接近單個(gè)局域網(wǎng)性能,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通橋接互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。 交換技術(shù)允許共享型和型的局域網(wǎng)段進(jìn)行帶寬調(diào)整,以減輕局域網(wǎng)之間信息流通出現(xiàn)的瓶頸問(wèn)題。已有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)的交換產(chǎn)品。類(lèi)似傳統(tǒng)的橋接器,交換機(jī)提供了許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。交換機(jī)能經(jīng)濟(jì)地將網(wǎng)絡(luò)分成小的沖突網(wǎng)域,為每個(gè)工作站提供更高的帶寬。協(xié)議的透明性使得交換機(jī)在軟件配置簡(jiǎn)單的情況下直接安裝在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中;交換機(jī)使用現(xiàn)有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網(wǎng)卡,不必作高層的硬件升級(jí);交換機(jī)對(duì)工作站是透明的,這樣管理開(kāi)銷(xiāo)低廉,簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加、移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)變化的操作。 利用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的集成電路可使交換機(jī)以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息,提供了比傳統(tǒng)橋接器高得多的操作性能。如理論上單個(gè)以太網(wǎng)端口對(duì)含有64個(gè)八進(jìn)制數(shù)的數(shù)據(jù)包,可提供14880bps的傳輸速率。這意味著一臺(tái)具有12個(gè)端口、支持6道并行數(shù)據(jù)流的“線路速率”以太網(wǎng)交換器必須提供89280bps的總體吞吐率(6道信息流X14880bps/道信息流)。集成電路技術(shù)使得交換器在更多端口的情況下得以實(shí)現(xiàn)上述性能,其端口造價(jià)低于傳統(tǒng)型橋接器。從廣義上來(lái)看,網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分為兩種:廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。廣域網(wǎng)交換機(jī)主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域,提供通信用的基礎(chǔ)平臺(tái)。而局域網(wǎng)交換機(jī)則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò),用于連接終端設(shè)備,如PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等。從規(guī)模應(yīng)用上又可分為企業(yè)級(jí)交換機(jī)、部門(mén)級(jí)交換機(jī)和工作組交換機(jī)等。各廠商劃分的尺度并不是**的,一般來(lái)講,企業(yè)級(jí)交換機(jī)都是機(jī)架式,部門(mén)級(jí)交換機(jī)可以是機(jī)架式(插槽數(shù)較少),也可以是固定配置式,而工作組級(jí)交換機(jī)為固定配置式(功能較為簡(jiǎn)單)。另一方面,從應(yīng)用的規(guī)模來(lái)看,作為骨干交換機(jī)時(shí),支持500個(gè)信息點(diǎn)以上大型企業(yè)應(yīng)用的交換機(jī)為企業(yè)級(jí)交換機(jī),支持300個(gè)信息點(diǎn)以下中型企業(yè)的交換機(jī)為部門(mén)級(jí)交換機(jī),而支持100個(gè)信息點(diǎn)以?xún)?nèi)的交換機(jī)為工作組級(jí)交換機(jī)。本文所介紹的交換機(jī)指的是局域網(wǎng)交換機(jī)。不論是人工交換還是程控交換,都是為了傳輸語(yǔ)音信號(hào),是需要獨(dú)占線路的“電路交換”。而以太網(wǎng)是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),需要傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù),因此采用的是“分組交換”。但無(wú)論采取哪種交換方式,交換機(jī)為兩點(diǎn)間提供“獨(dú)享通路”的特性不會(huì)改變。就以太網(wǎng)設(shè)備而言,交換機(jī)和集線器的本質(zhì)區(qū)別就在于:當(dāng)A發(fā)信息給B時(shí),如果通過(guò)集線器,則接入集線器的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到這條信息(也就是以廣播形式發(fā)送),只是網(wǎng)卡在硬件層面就會(huì)過(guò)濾掉不是發(fā)給本機(jī)的信息;而如果通過(guò)交換機(jī),除非A通知交換機(jī)廣播,否則發(fā)給B的信息C絕不會(huì)收到(獲取交換機(jī)控制權(quán)限從而監(jiān)聽(tīng)的情況除外)。 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