通通透透看SWITCH

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以太網(wǎng)交換機(jī)（SWITCH）和集線器都起著局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送"樞紐"的作用。交換機(jī)允許共享型和專用型的局域網(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)的瓶頸問題。而且交換機(jī)不需要改變網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有其他硬件，包括現(xiàn)有的網(wǎng)卡、網(wǎng)線、中繼器、集線器，節(jié)省用戶網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的費(fèi)用。交換機(jī)的出現(xiàn)是為了提高原有網(wǎng)絡(luò)的性能，同時(shí)又保護(hù)原有投資，降低網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度，提高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載能力。

一、交換機(jī)的分類

　　各廠商對(duì)交換機(jī)的劃分的尺度并不是完全一致，從廣義上來看，交換機(jī)分為廣域網(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，而局域網(wǎng)交換機(jī)則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，下面我們主要向大家談?wù)劸钟蚓W(wǎng)交換機(jī)的分類。

　　按照交換機(jī)所支持的帶寬不同，可分為10Mbps、100Mbps、10/100Mbps和1000Mbps四種。10/100Mbps交換機(jī)能夠同時(shí)支持10Mbps或100Mbps的連接，它不僅能提高整體網(wǎng)絡(luò)速度，同時(shí)還能夠與原有網(wǎng)絡(luò)上的10Mbps設(shè)備兼容，使舊的10Mbps以太網(wǎng)設(shè)備無縫集成到100Mbps快速以太網(wǎng)內(nèi)。
　　按照交換機(jī)使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不同，可分為：以太網(wǎng)交換機(jī)、令牌環(huán)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)。
按照交換機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，可分為：臺(tái)式交換機(jī)、工作組交換機(jī)、主干交換機(jī)、企業(yè)級(jí)交換機(jī)、分段交換機(jī)、端口交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

　　二、交換機(jī)是如何工作的

　　交換機(jī)使用一種"虛擬連接"技術(shù)來連接通信的雙方。所謂"虛擬連接"，就是指通信時(shí)通信雙方建立一個(gè)邏輯上的專用連接，這個(gè)連接直到數(shù)據(jù)傳送至目的節(jié)點(diǎn)后結(jié)束。虛擬連接是通過交換機(jī)的端口—地址表來實(shí)現(xiàn)的交換機(jī)在工作過程中不斷地建立和維護(hù)它本身的一個(gè)地址表，這個(gè)地址表標(biāo)明了節(jié)點(diǎn)的MAC地址和交換機(jī)端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)交換機(jī)收到某個(gè)端口發(fā)來的數(shù)據(jù)包，它便會(huì)去查看自身的地址表以驗(yàn)明數(shù)據(jù)包中的目的MAC地址究竟對(duì)應(yīng)于哪個(gè)端口。一旦驗(yàn)證完畢，就將發(fā)送節(jié)點(diǎn)與該端口建立一個(gè)專用連接，發(fā)送方的數(shù)據(jù)僅發(fā)送到目的MAC地址所對(duì)應(yīng)的交換器端口。例如A端口向B端口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，交換機(jī)查看從A端口發(fā)來的數(shù)據(jù)包中的目的MAC地址（也就是B端口的MAC地址），然后交換機(jī)再去查看自身的端口―地址表，發(fā)現(xiàn)B端口是連在端口2上的，因此，交換機(jī)就建立一個(gè)從端口1到端口2的虛擬連接。
　　由于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸使用帶偵測沖突的載波感測多重訪問（CSMA/CD）機(jī)制，在同一時(shí)刻，一個(gè)通過集線器連接的網(wǎng)段只能有-個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備發(fā)送信息，否則就會(huì)產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致隨機(jī)延時(shí)重發(fā)。而交換機(jī)可以在很大程度上減少?zèng)_突的發(fā)生，因?yàn)榻粨Q機(jī)為通訊的雙方提供了一條獨(dú)占的線路。利用專門設(shè)計(jì)的集成電路，可使交換機(jī)同時(shí)提供多個(gè)通道，以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息。比如，一個(gè)16口的交換機(jī)理論上在同一時(shí)刻允許8對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備交換數(shù)據(jù)。從理論上講，單個(gè)以太網(wǎng)端口含有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16個(gè)端口的交換機(jī)可支持8道并行數(shù)據(jù)流的"線路速率"，也就是說交換機(jī)可以提供119040bps的總數(shù)據(jù)吞吐率（8道數(shù)據(jù)流×14880bps）。

　　三、交換機(jī)與集線器工作原理上有何區(qū)別

　　雖然交換機(jī)與集線器在功能上是基本相同的，但是它們還是有些區(qū)別。在不考慮沖撞的情況下，當(dāng)有一個(gè)封包送到了集線器，其目的地是A，集線器會(huì)將此封包復(fù)制到所有的端口而不管A在哪里，同樣要是送到交換機(jī)上，首先交換機(jī)先查詢是否有A的地址，如果沒有的話則與集線器一樣復(fù)制到所有的端口，如果有的話則將封包單單復(fù)制到送到A的端口上而已，這樣做有何差別呢？當(dāng)有大量的資料在網(wǎng)絡(luò)上流動(dòng)，而每筆資料都要傳送到每個(gè)端口上這樣會(huì)浪費(fèi)大量的頻寬且會(huì)干擾其他端口資料的傳送，要是使用交換機(jī)就不會(huì)有此問題了。

　　四、交換機(jī)的外部結(jié)構(gòu)

　　交換機(jī)是一個(gè)具有簡化、低價(jià)、高性能和高端口密集特點(diǎn)的產(chǎn)品。我們常見到的10/100M自適應(yīng)交換機(jī)是如圖1所示的長方體。
面板上一般都提供有一排N個(gè)RJ-45 10/100Mbps自適應(yīng)接口（視幾口交換機(jī)而定）、Slot1接口和RS-232接口。交換機(jī)也是一個(gè)電子設(shè)備，因此需要電源，背部面板上主要有交流電源插座、電源開關(guān)。交換機(jī)有指示多種狀態(tài)的LED指示燈，常見有（Power）電源指示燈、碰撞（Collision）指示燈及每個(gè)RJ-45接口對(duì)應(yīng)的監(jiān)視端口通信狀態(tài)指示燈。監(jiān)視端口通信狀態(tài)指示燈能夠顯示系統(tǒng)和端口連接狀態(tài)，并能監(jiān)視每個(gè)端口的活動(dòng)，這些指示燈提供了監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)和解決網(wǎng)絡(luò)問題的強(qiáng)有力的工具。