【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 清華大學(xué)出版社 網(wǎng)橋 網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn) : 網(wǎng)橋具有迅速高效、自適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，使用和安裝都相對(duì)簡(jiǎn)單。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 網(wǎng)橋 網(wǎng)橋的缺點(diǎn) : 特別是在與廣播幀相關(guān)的應(yīng)用上。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在大量網(wǎng)橋時(shí)，廣播通信量的指數(shù)增長(zhǎng)形式最終會(huì)導(dǎo)致占用過(guò)多的網(wǎng)絡(luò)帶寬。數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸時(shí)，有時(shí)會(huì)因?yàn)椴煌W(wǎng)絡(luò)間的差異或其他干擾因素發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)網(wǎng)橋接收到錯(cuò)誤的廣播幀時(shí)，又會(huì)引發(fā)另一個(gè)廣播幀，當(dāng)?shù)诙€(gè)廣播幀又發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，再引發(fā)新的廣播幀，依次類推，結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致廣播風(fēng)暴的發(fā)生。這樣會(huì)嚴(yán)重地影響網(wǎng)絡(luò)的性能。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) ? 交換機(jī)的英文名稱是“ Switch”，它是集線器的升級(jí)換代產(chǎn)品，相當(dāng)于多口網(wǎng)橋。以交換機(jī)為主要連接設(shè)備的交換式網(wǎng)絡(luò)，解決了以集線器為主要連接設(shè)備的共享式網(wǎng)絡(luò)通信效率低、網(wǎng)絡(luò)帶寬不足和網(wǎng)絡(luò)不易擴(kuò)展等問(wèn)題，從根本上改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，解決了帶寬、瓶頸問(wèn)題。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) ? 交換機(jī)的英文名稱是“ Switch”，它是集線器的升級(jí)換代產(chǎn)品，相當(dāng)于多口網(wǎng)橋。以交換機(jī)為主要連接設(shè)備的交換式網(wǎng)絡(luò)，解決了以集線器為主要連接設(shè)備的共享式網(wǎng)絡(luò)通信效率低、網(wǎng)絡(luò)帶寬不足和網(wǎng)絡(luò)不易擴(kuò)展等問(wèn)題，從根本上改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，解決了帶寬、瓶頸問(wèn)題。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) ? 交換機(jī)是一種基于 MAC（介質(zhì)硬件地址）地址識(shí)別，能夠封裝、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)通過(guò)分析數(shù)據(jù)包的 MAC信息，可以在數(shù)據(jù)始發(fā)者和目標(biāo)接收者間建立臨時(shí)通信路徑，使數(shù)據(jù)包能夠在不影響其他端口正常工作的情況下從源地址直接到達(dá)目的地址。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) ? 交換機(jī)工作在 OSI參考模型的第二層，主要用于完成數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的工作，如圖412所示，其功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、數(shù)據(jù)幀序列以及流量控制。 圖 412 交換機(jī)工作在 OSI/RM中的示意圖 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) ? 介紹一些交換機(jī)中常見(jiàn)的技術(shù)參數(shù)。 交換方式 ? 交換方式?jīng)Q定了交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)采用的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，目前常見(jiàn)的交換機(jī)主要使用直通交換、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和碎片隔離 3種交換方式。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) 背板帶寬 ? 背板帶寬（也叫交換帶寬）指交換機(jī)的接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。背板帶寬標(biāo)志了交換機(jī)總的數(shù)據(jù)交換能力，單位為 Gbps，常見(jiàn)交換機(jī)的背板帶寬從幾 Gbps到上百 Gbps不等。一臺(tái)交換機(jī)的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)，但同時(shí)設(shè)計(jì)成本也會(huì)越高。并且，背板帶寬的利用率還與交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) 包轉(zhuǎn)發(fā)率 ? 包轉(zhuǎn)發(fā)率標(biāo)志了交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包能力的大小，單位一般為 pps（包每秒）。一般交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率在幾十 Kpps到幾百 Mpps不等。其實(shí)，在交換機(jī)中影響包轉(zhuǎn)發(fā)率的還是背板帶寬。背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)，交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率也就越高。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) 傳輸速率 ? 交換機(jī)的傳輸速率是指交換機(jī)端口的數(shù)據(jù)交換速度，常見(jiàn)的有 10Mbps、 100Mbps、1000Mbps，少數(shù)高檔的交換機(jī)還能提供10Gbps的傳輸速率。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) 全雙工 ? 全雙工模式下的交換機(jī)可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，但要求交換機(jī)和交換機(jī)所連接的設(shè)備都支持全雙工工作方式。具有全雙工功能的交換機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：高吞吐量、避免碰撞、突破長(zhǎng)度限制。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) 支持網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) ? 交換機(jī)是否支持某種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，決定了交換機(jī)能否在該標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中工作。交換機(jī)支持的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)越多，表明該交換機(jī)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力越強(qiáng)。目前，在 IEEE802中共有 11個(gè)與局域網(wǎng)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) 內(nèi)存容量 ? 在交換機(jī)中，內(nèi)存用于數(shù)據(jù)緩沖或存儲(chǔ)交換機(jī)配置信息。交換機(jī)內(nèi)存容量越大，它所能存儲(chǔ)、緩沖的數(shù)據(jù)越多，其工作狀態(tài)也就越穩(wěn)定。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) 端口數(shù)量 ? 交換機(jī)的端口數(shù)量是不同交換機(jī)產(chǎn)品間最直觀的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)之一，通常這項(xiàng)參數(shù)是針對(duì)固定端口交換機(jī)而言的。常見(jiàn)的固定端口交換機(jī)端口數(shù)量有 1 24等幾種。非標(biāo)準(zhǔn)的端口數(shù)量主要有 4端口、 5端口、 10端口、 12端口、 20端口、 22端口等。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 端口類型 ? 端口類型是指交換機(jī)上的、令牌環(huán)、 FDDI還是 ATM等網(wǎng)絡(luò)類型。目前，常見(jiàn)端口以RJ45端口為主，部分高性能交換機(jī)還提供SC光纖接口和 FDDI接口。常用的以太網(wǎng)交換機(jī)的接口如圖 414所示。 交換機(jī)基礎(chǔ) RJ45接口 （ 10/100/1000BaseT） RJ45接口 （ 10/100BaseTX） STP光纖接口 Console接口 圖 414 交換機(jī)接口 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) MAC地址數(shù)量 ? 所謂 MAC地址數(shù)量是指交換機(jī) MAC地址表的 MAC地址最大存儲(chǔ)數(shù)量，它決定了交換機(jī)的計(jì)算機(jī)接入容量。該參數(shù)取決于交換機(jī)端口的 Buffer（緩存）容量大小。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 交換機(jī)基礎(chǔ) 1其他 ? 除此之外，部分交換機(jī)產(chǎn)品還有模塊插槽數(shù)量、堆疊端口、網(wǎng)管功能等參數(shù)。 ? 模塊化交換機(jī)才有模塊插槽數(shù)量該項(xiàng)參數(shù)。模塊插槽數(shù)量決定了模塊化交換機(jī)的擴(kuò)展能力，數(shù)量越多，擴(kuò)展性能越好，反之則較差。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 二層交換機(jī) ? 二層交換機(jī)能夠識(shí)別數(shù)據(jù)包中的 MAC地址信息，然后根據(jù) MAC地址進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，并將這些 MAC地址與對(duì)應(yīng)的端口記錄在內(nèi)部的地址列表中。二層交換機(jī)的工作原理如下： ⑴ 當(dāng)交換機(jī)從端口接收到數(shù)據(jù)包后，分析包頭中的源 MAC地址，找出源 MAC地址對(duì)應(yīng)的交換機(jī)端口； ⑵ 讀取包頭中的目的 MAC地址，在 MAC地址表中查找相應(yīng)的端口； 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 二層交換機(jī) ⑶ 如果表中有與該 MAC地址對(duì)應(yīng)的端口，則把數(shù)據(jù)包直接發(fā)送到其對(duì)應(yīng)端口 ⑷ 如果找不到相應(yīng)的端口，則把數(shù)據(jù)包廣播到所有端口。當(dāng)目的機(jī)器對(duì)源機(jī)器回應(yīng)時(shí)，交換機(jī)學(xué)習(xí)目的 MAC地址與端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將其添加到 MAC地址列表。這樣，當(dāng)下一次向該 MAC地址傳送數(shù)據(jù)時(shí)就不需要向所有端口廣播數(shù)據(jù)了。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 二層交換機(jī) ? 通過(guò)不斷重復(fù)上面的過(guò)程，交換機(jī)就可以學(xué)習(xí)到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的 MAC地址信息，建立并維護(hù)自己的MAC地址列表。其工作原理如圖 415所示。 李太君 林元乖 等編著 清華大學(xué)出版社 生成 MAC地址 端口映射 監(jiān)聽(tīng)目的 MAC回應(yīng)信息 分析數(shù)據(jù)包 獲取源 /目的 MAC地址 查找目的 MAC 地址映射端口 存在映射端口 不存在映射端