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 關(guān)鍵字：交換機
　　交換機的定義

　　交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要,，用人工或設(shè)備自動完成的方法,，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)的統(tǒng)稱,。廣義的交換機（switch）就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。

　　在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,，交換概念的提出改進了共享工作模式,。我們以前介紹過的HUB集線器就是一種共享設(shè)備，HUB本身不能識別目的地址,，當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機給B主機傳輸數(shù)據(jù)時,，數(shù)據(jù)包在以HUB為架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式傳輸?shù)模擅恳慌_終端通過驗證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收,。也就是說,，在這種工作方式下，同一時刻網(wǎng)絡(luò)上只能傳輸一組數(shù)據(jù)幀的通訊,，如果發(fā)生碰撞還得重試,。這種方式就是共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。

　　交換機的工作原理

　　工作在數(shù)據(jù)鏈路層,。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）掛接在哪個端口上,，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，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。

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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)，可以有效的減少沖突域,，但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播,，即廣播域。

　　交換機在同一時刻可進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目的地址,。

　　交換機的分類

　　交換機的傳輸模式有全雙工,，半雙工,，全雙工/半雙工自適應(yīng)

　　交換機的全雙工是指交換機在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時也能夠接收數(shù)據(jù)，兩者同步進行,，這好像我們平時打一樣,，說話的同時也能夠聽到對方的聲音。目前的交換機都支持全雙工,。全雙工的好處在于遲延小,，速度快。

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提到全雙工，就不能不提與之密切對應(yīng)的另一個概念,，那就是"半雙工",所謂半雙工就是指一個時間段內(nèi)只有一個動作發(fā)生,，舉個簡單例子，一條窄窄的馬路,，同時只能有一輛車通過,，當(dāng)目前有兩輛車對開，這種情況下就只能一輛先過,，等到頭兒后另一輛再開,，這個例子就形象的說明了半雙工的原理。早期的對講機,、以及早期集線器等設(shè)備都是實行半雙工的產(chǎn)品,。隨著技術(shù)的不斷進步，半雙工會逐漸退出歷史舞臺,。

　　從廣義上來看,，網(wǎng)絡(luò)交換機分為兩種：廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機。廣域網(wǎng)交換機主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域,，提供通信用的基礎(chǔ)平臺,。而局域網(wǎng)交換機則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備,，如PC機及網(wǎng)絡(luò)打印機等,。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)交換機、快速以太網(wǎng)交換機,、千兆以太網(wǎng)交換機,、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環(huán)交換機等,。

　　從規(guī)模應(yīng)用上又可分為企業(yè)級交換機,、部門級交換機和工作組交換機等。各廠商劃分的尺度并不是*一致的,，一般來講,，企業(yè)級交換機都是機架式，部門級交換機可以是機架式（插槽數(shù)較少）,，也可以是固定配置式,，而工作組級交換機為固定配置式（功能較為簡單）。另一方面,，從應(yīng)用的規(guī)模來看,，作為骨干交換機時，支持500個信息點以上大型企業(yè)應(yīng)用的交換機為企業(yè)級交換機,，支持300個信息點以下中型企業(yè)的交換機為部門級交換機,，而支持100個信息點以內(nèi)的交換機為工作組級交換機。本文所介紹的交換機指的是局域網(wǎng)交換機。

　　交換機的功能

　　交換機的主要功能包括物理編址,、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(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,。

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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撲布線,。

　　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*的功能，如虛擬局域網(wǎng)（VLAN）和更高的性能,。

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交換機的主要用途

　　1.交換機主要用于控制其他電腦,，比如在學(xué)校，老師通過交換機控制已登錄的學(xué)生電腦,。

　　2.用戶交換機的作用,，可理解為一個交換局，可用作呼叫處理甚至長途和特種服務(wù)呼叫,，可以看做是呼叫流向固定的出局呼叫,。用戶交換機是機關(guān)工礦企業(yè)等單位內(nèi)部進行交換的一種交換機，其基本功能是完成單位內(nèi)部用戶的相互通話,，但也裝有出入中繼線可接入公用網(wǎng)的市內(nèi)網(wǎng)部分和網(wǎng)中用戶通話（包括市內(nèi)通話,，國內(nèi)長途通話和長話）。

　　交換機的用途還很多,，這里只介紹了其中兩種,，讀者可以閱讀更多信息進行了解