交换机的作用

显示全部楼层 · 2019-12-20 22:55:08

“交换”是今天网络里出现频率最高的一个词，从桥接到路由到ATM直至电话系统，无论何种场合都可将其套用，搞不清到底什么才是真正的交换。其实交换一词最早出现于电话系统，特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换，完成该工作的设备就是电话交换机。所以从本意上来讲，交换只是一种技术概念，即完成信号由设备入口到出口的转发。因此，只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。由此可见，“交换”是一个涵义广泛的词语，当它被用来描述数据网络第二层的设备时，实际指的是一个桥接设备；而当它被用来描述数据网络第三层的设备时，又指的是一个路由设备。我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备，它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。由此可见，交换机内部核心处应该有一个交换矩阵，为任意两端口间的通信提供通路，或是一个快速交换总线，以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。在实际设备中，交换矩阵的功能往往由专门的芯片（ASIC）完成。另外，以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设，即交换核心的速度非常之快，以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞，换句话说，交换的能力相对于所传信息量而无穷大（与此相反，ATM交换机在设计上的思路是，认为交换的能力相对所传信息量而言有限）。虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来，但毕竟交换有其更丰富的特性，使之不但是获得更多带宽的最好途径，而且还使网络更易管理。其实交换机也就是扩展网络，只是扩展后的网络的带宽独享，就是交换机上没个端口带宽都和主的带宽相同，是速度快。

千问 · 2019-12-20 22:55:08

交换机功能（抄来的）一、基本功能（交换、认证、报文过滤）I、交换 i．IP包的转发实现方式，传统软件实现。优点：成本低，适用于小型局域网，为接入层位置的交换机档次。接入层QoS 尚可。
缺点： QoS一般，在汇聚层、核心层、大中
型网络的接入层传统软件实现分配方式已经不能满足大容量数据流的吞吐需要。ASIC硬件转发引擎保证QoS。 ii．帧（frame）交换第二层交换中，帧的交换基于 MAC 地址信息。如果知道目标地址，第二层交换机会将以太网帧转发到适当的接口。 ⑴第二层交换的缺点：如果第二层交换机不知道将帧发送到何处，它会将该帧广播转发到所有端口，以了解正确的目标地址（此种情况类似于集线器的功能），对于规模较大的网络来说，这种广播转发操作会产生严重的问题，因为所有这些广播的处理会造成性能的大幅度降低，第二层交换机利用这种技术来建立和维护一个跟踪帧目标地址的交换表。 ⑵第二层交换的优点：由于第二层交换相对简单，网络管理员可以建立管理简便且能扩展到数百个节点的网络，而不会遇到太多的第二层广播问题。第二层交换机为网络提供了以下优点:● 高带宽：第二层交换机通过将专用带宽分配到每一个端口，为各个用户提供优异的性能。每一个交换机端口表示一个不同的网段，因此每个用户可以获得特定数量的带宽。此外，每个专用网段还能与单项业务一起接收广播业务。● VLAN：第二层交换机能够将各个端口组合到逻辑工作组(虚拟局域网或 VLAN)。每个 VLAN 组在逻辑上与交换机的其它部分分离，可帮助将第二层广播业务控制在特定的VLAN组。这提供了以下两个主要优点:①. 网络设计人员可以利用 VLAN 来建造能避免特大第二层广播域问题的大型第二层网络。 ②. 网络周围的移动、添加和更改更加容易，因为无论物理位置在哪里，用户始终在他们自己的 VLAN 中。 2．在第三层交换中，帧的交换基于网络层信息，如 IP 地址。第三层寻址系统还比第二层系统更加动态。如果用户移动到另一个位置，其终端站会收到一个新的第三层地址，但第二层 MAC 地址保持不变。这类似于某个人从一个城市搬到另一个城市: 邮政地址将会改变，但个人姓名和身份保持不变。因此，第三层路由网络能将逻辑寻址结构连接到物理基础架构，从而提供了一个比第二层网络更加灵活和更加可扩充的分层结构。II、认证III、报文过滤二、扩充功能（路由、ERPS）IV、路由（网络层）：高级的 ASIC硬件技术，提供远远高于传统路由器的性能，使它们非常适合网络带宽密集的应用， V．支持EAPS协议: 以太网“自愈”系统协议: 通过系统的自我监测和自动恢复提高网络的可靠性. 第三层交换机合并了典型路由器中相互分离的桥接(第二层)和路由(第三层)功能。这些技术的结合提供了一个能大大改进扩充能力的更加自然的网络体系结构。