交換機(jī)工作原理分析

　　交換機(jī)是怎么進(jìn)行工作的和交換機(jī)工作原理是什么��？路由軟件大多都是經(jīng)過(guò)處理的高效優(yōu)化軟件，并不是簡(jiǎn)單照搬路由器中的軟件，這些業(yè)務(wù)在物理服務(wù)器基礎(chǔ)上，需要復(fù)雜的載量平衡算法。

　　交換機(jī)本身的處理速度可以達(dá)到很高，用戶往往迷信廠商宣傳的Gbps級(jí)的高速背板。其實(shí)這是一種誤解，連接入網(wǎng)的工作站或服務(wù)器使用的網(wǎng)絡(luò)是以大網(wǎng)，它遵循CSMA／CD介質(zhì)訪問(wèn)規(guī)則。

　　在當(dāng)前的客戶／服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)中多臺(tái)工作站會(huì)同時(shí)訪問(wèn)服務(wù)器，因此非常容易形成服務(wù)器瓶頸。有的廠商已經(jīng)考慮到這一點(diǎn)，在交換機(jī)中設(shè)計(jì)了一個(gè)或多個(gè)高速端口（如3COM的Linkswitch1000可以配置一個(gè)或兩個(gè)100Mbps端口）。

　　方便用戶連接服務(wù)器或高速主干網(wǎng)。用戶也可以通過(guò)設(shè)計(jì)多臺(tái)服務(wù)器（進(jìn)行業(yè)務(wù)劃分）或追加多個(gè)網(wǎng)卡來(lái)消除瓶頸。交換機(jī)還可支持生成樹(shù)算法，方便用戶架構(gòu)容錯(cuò)的冗余連接。

　　1．網(wǎng)絡(luò)中的廣播幀

　　目前廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Netware、Windows NT等，而Lan Server的服務(wù)器是通過(guò)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)廣播幀來(lái)向客戶機(jī)提供服務(wù)的。這類(lèi)局域網(wǎng)中廣播包的存在會(huì)大大降低交換機(jī)的效率，這時(shí)可以利用交換機(jī)的虛擬網(wǎng)功能（并非每種交換機(jī)都支持虛擬網(wǎng)）將廣播包限制在一定范圍內(nèi)。

　　每臺(tái)文交換機(jī)的端口都支持一定數(shù)目的MAC地址，這樣交換機(jī)能夠“記憶”住該端口一組連接站點(diǎn)的情況，廠商提供的定位不同的交換機(jī)端口支持MAC數(shù)也不一樣，用戶使用時(shí)一定要注意交換機(jī)端口的連接端點(diǎn)數(shù)。

　　如果超過(guò)廠商給定的MAC數(shù)，交換機(jī)接收到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)幀時(shí)，只有其目的站的MAC地址不存在于該交換機(jī)端口的MAC地址表中，那么該幀會(huì)以廣播方式發(fā)向交換機(jī)的每個(gè)端口。

　　2．虛擬網(wǎng)的劃分

　　虛擬網(wǎng)是交換機(jī)工作原理的重要功能，通常虛擬網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)形式有三種：

　　(1)靜態(tài)端口分配

　　靜態(tài)虛擬網(wǎng)的劃分通常是網(wǎng)管人員使用網(wǎng)管軟件或直接設(shè)置交換機(jī)的端口，使其直接從屬某個(gè)虛擬網(wǎng)。這些端口一直保持這些從屬性，除非網(wǎng)管人員重新設(shè)置。這種方法雖然比較麻煩，但比較安全，容易配置和維護(hù)。

　�。�2）動(dòng)態(tài)虛擬網(wǎng)

　　支持動(dòng)態(tài)虛擬網(wǎng)的端口，可以借助智能管理軟件自動(dòng)確定它們的從屬。端口是通過(guò)借助網(wǎng)絡(luò)包的MAC地址、邏輯地址或協(xié)議類(lèi)型來(lái)確定虛擬網(wǎng)的從屬。當(dāng)一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)剛連接入網(wǎng)時(shí)。

　　交換機(jī)工作原理端口還未分配，于是交換機(jī)通過(guò)讀取網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的MAC地址動(dòng)態(tài)地將該端口劃入某個(gè)虛擬網(wǎng)。這樣一旦網(wǎng)管人員配置好后，用戶的計(jì)算機(jī)可以靈活地改變交換機(jī)端口，而不會(huì)改變?cè)撚脩舻奶摂M網(wǎng)的從屬性，而且如果網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)未定義的MAC地址，則可以向網(wǎng)管人員報(bào)警。

　　（3）多虛擬網(wǎng)端口配置

　　該配置支持一用戶或一端口可以同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)虛擬網(wǎng)。這樣可以將一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置成多個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)（每種業(yè)務(wù)設(shè)置成一個(gè)虛擬網(wǎng)）都可同時(shí)訪問(wèn)，也可以同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)虛擬網(wǎng)的資源，還可讓多個(gè)虛擬網(wǎng)間的連接只需一個(gè)路由端口即可完成。

　　但這樣會(huì)帶來(lái)安全上的隱患。虛擬網(wǎng)的業(yè)界規(guī)范正在制定當(dāng)中，因而各個(gè)公司的產(chǎn)品還談不上互操作性。Cisco公司開(kāi)發(fā)了Inter－Switch Link（ISL）虛擬網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，該協(xié)議支持跨骨干網(wǎng)（ATM、FDDI、Fast Ethernet）的虛擬網(wǎng)。但該協(xié)議被指責(zé)為缺乏安全性上的考慮。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用了大量的共享式Hub，通過(guò)靈活接入計(jì)算機(jī)端口也可以獲得好的效果。

　　3.高速局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

　　快速以太網(wǎng)技術(shù)雖然在某些方面與傳統(tǒng)以大網(wǎng)保持了很好的兼容性，但100BASE-TX、100BASAE-T4及100BASE-FX對(duì)傳輸距離和級(jí)連都有了比較大的限制。通過(guò)100Mbps的交換機(jī)可以打破這些局限。同時(shí)也只有交換機(jī)端口才可以支持雙工高速傳輸。

　　目前也出現(xiàn)了CDDI／FDDI的交換技術(shù)，另外該CDDI／FDDI的端口價(jià)格也呈下降趨勢(shì)，同時(shí)在傳輸距離和安全性方面也有比較大的優(yōu)勢(shì)，因此它是大型網(wǎng)絡(luò)骨干的一種比較好的選擇。

　　3COM的主要交換產(chǎn)品有Linkswitch系列和LANplex系列；BAY的主要交換產(chǎn)品有LattisSwitch2800，BAY stack workgroup、System3O00／5000（提供某些可選交換模塊）；Cisco的主要交換產(chǎn)品有Catalyst 1000／2000／3000／5000系列。

　　三家公司的產(chǎn)品形態(tài)看來(lái)都有相似之處，產(chǎn)品的價(jià)格也比較接近，除了設(shè)計(jì)中要考慮網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的具體需要（強(qiáng)調(diào)端口的搭配合理）外，還需從整體上考慮，例如網(wǎng)管、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等。隨著ATM技術(shù)的發(fā)展和成熟以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，幀交換機(jī)的價(jià)格將會(huì)進(jìn)一步下跌，它將成為工作組網(wǎng)的重要解決方案。

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