赫斯曼Hirschmann交換機
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)的瓶頸問題?,F(xiàn)在已有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)的交換產(chǎn)品。
赫斯曼Hirschmann交換機的原理
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)掛接在那個端口上,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MAC地址表中。
使用交換機也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”,通過對照MAC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。
交換機在同一時刻可進(jìn)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(dá)目的地址。
的功能
交換機的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯誤校驗、幀序列以及流控。目前交換機還具備了一些新的功能,如對VLAN(虛擬局域網(wǎng))的支持、對鏈路匯聚的支持,甚至有的還具有防火墻的功能。
學(xué)習(xí):以太網(wǎng)交換機了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址,并將地址同相應(yīng)的端口映射起來存放在交換機緩存中的MAC地址表中。
轉(zhuǎn)發(fā)/過濾:當(dāng)一個數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時,它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點的端口而不是所有端口(如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口)。
消除回路:當(dāng)交換機包括一個冗余回路時,以太網(wǎng)交換機通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生,同時允許存在后備路徑。
交換機除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡(luò)之外,還可以在不同類型的網(wǎng)絡(luò)(如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng))之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口,用于連接網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。
一般來說,交換機的每個端口都用來連接一個獨立的網(wǎng)段,但是有時為了提供更快的接入速度,我們可以把一些重要的網(wǎng)絡(luò)計算機直接連接到交換機的端口上。這樣,網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵服務(wù)器和重要用戶就擁有更快的接入速度,支持更大的信息流量。
zui后簡略的概括一下交換機的基本功能:
1. 像集線器一樣,交換機提供了大量可供線纜連接的端口,這樣可以采用星型拓?fù)洳季€。
2. 像中繼器、集線器和網(wǎng)橋那樣,當(dāng)它轉(zhuǎn)發(fā)幀時,交換機會重新產(chǎn)生一個不失真的方形電信號。
3. 像網(wǎng)橋那樣,交換機在每個端口上都使用相同的轉(zhuǎn)發(fā)或過濾邏輯。
4. 像網(wǎng)橋那樣,交換機將局域網(wǎng)分為多個沖突域,每個沖突域都是有獨立的寬帶,因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。
5. 除了具有網(wǎng)橋、集線器和中繼器的功能以外,交換機還提供了更*功能,如虛擬局域網(wǎng)(VLAN)和更高的性能。
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的起源
交換機”是一個舶來詞,源自英文“Switch,原意是“開關(guān)”,我國技術(shù)界在引入這個詞匯時,翻譯為“交換”。在英文中,動詞“交換”和名詞“交換機”是同一個詞(注意這里的“交換”特指電信技術(shù)中的信號交換,與物品交換不是同一個概念)。
1993年,局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn),1994年,國內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。其實,交換技術(shù)是一個具有簡化、低價、高性能和口密集特點的交換產(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,交換機按每一個包中的MAC地址相對簡單地決策信息轉(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轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小,操作接近單個局域網(wǎng)性能,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通橋接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。