交換機的定義特性以及工作原理 輕松擺脫菜鳥厄運，什么叫做交換機呢。在熟悉路由器之后，大家開始關注交換機，以及它的特性和工作原理等基礎知識，許多新型的Client／Server應用程序以及多媒體技術的出現(xiàn)，導致了傳統(tǒng)的共享式網(wǎng)絡遠遠不能滿足要求，這也就推動了局域網(wǎng)交換機的出現(xiàn)。

交換機的定義

什么是交換機的定義？局域網(wǎng)交換機擁有許多端口，每個端口有自己的專用帶寬，并且可以連接不同的網(wǎng)段。交換機各個端口之間的通信是同時的、并行的，這就大大提高了信息吞吐量。為了進一步提高性能，每個端口還可以只連接一個設備。

交換機的定義就是為了實現(xiàn)交換機之間的互連或與高檔服務器的連接，局域網(wǎng)交換機一般擁有一個或幾個高速端口，如100M以太網(wǎng)端口、FDDI端口或155MATM端口，從而保證整個網(wǎng)絡的傳輸性能。

交換機的特性

通過集線器共享局域網(wǎng)的用戶不僅是共享帶寬，而且是競爭帶寬?？赡苡捎趥€別用戶需要更多的帶寬而導致其他用戶的可用帶寬相對減少，甚至被迫等待，因而也就耽誤了通信和信息處理。

利用交換機的網(wǎng)絡微分段技術特性，可以將一個大型的共享式局域網(wǎng)的用戶分成許多獨立的網(wǎng)段，減少競爭帶寬的用戶數(shù)量，增加每個用戶的可用帶寬，從而緩解共享網(wǎng)絡的擁擠狀況。

由于交換機特性可以將信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和帶寬，能保護用戶以前在介質方面的投資，并提供良好的可擴展性，因此交換機不但是網(wǎng)橋的理想替代物，而且是集線器的理想替代物。與網(wǎng)橋和集線器相比，交換機從下面幾方面改進了交換機性能：

◆通過支持并行通信，提高了交換機的信息吞吐量。

◆將傳統(tǒng)的一個大局域網(wǎng)上的用戶分成若干工作組，每個端口連接一臺設備或連接一個工作組，有效地解決擁擠現(xiàn)像。這種方法人們稱之為網(wǎng)絡微分段（Micro一segmentation）技術。

◆虛擬網(wǎng)（VirtuaILAN）技術的出現(xiàn)，給交換機的使用和管理帶來了更大的靈活性。我們將在后面專門介紹虛擬網(wǎng)。

◆端口密度可以與集線器相媲美,一般的網(wǎng)絡系統(tǒng)都是有一個或幾個服務器，而絕大部分都是普通的客戶機?？蛻魴C都需要訪問服務器，這樣就導致服務器的通信和事務處理能力成為整個網(wǎng)絡性能好壞的關鍵。

交換機就主要從提高連接服務器的端口的速率以及相應的幀緩沖區(qū)的大小，來提高整個網(wǎng)絡的性能，從而滿足用戶的要求。一些高檔的交換機還采用全雙工技術進一步提高端口的帶寬。

以前的網(wǎng)絡設備基本上都是采用半雙工的工作方式，即當一臺主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的時候，它就不能接收數(shù)據(jù)包，當接收數(shù)據(jù)包的時候，就不能發(fā)送數(shù)據(jù)包。由于采用全雙工技術，即主機在發(fā)送數(shù)據(jù)包的同時，還可以接收數(shù)據(jù)包，普通的10M端口就可以變成20M端口，普通的100M端口就可以變成200M端口，這樣就進一步提高了信息吞吐量。

交換機的工作原理

傳統(tǒng)的交換機本質上是具有流量控制能力的多端口網(wǎng)橋，即傳統(tǒng)的（二層）交換機。把路由技術引入交換機，可以完成網(wǎng)絡層路由選擇，故稱為三層交換，這是交換機的新進展。交換機（二層交換）的工作原理交換機和網(wǎng)橋一樣，是工作在鏈路層的聯(lián)網(wǎng)設備。

它的各個端口都具有橋接功能，每個端口可以連接一個LAN或一臺高性能網(wǎng)站或服務器，能夠通過自學習來了解每個端口的設備連接情況。所有端口由專用處理器進行控制，并經(jīng)過控制管理總線轉發(fā)信息。同時可以用專門的網(wǎng)管軟件進行集中管理。除此之外，交換機為了提高數(shù)據(jù)交換的速度和效率，一般支持多種方式。

◆存儲轉發(fā)：

所有常規(guī)網(wǎng)橋都使用這種方法。它們在將數(shù)據(jù)幀發(fā)柱其他端口之前，要把收到的幀完全存儲在內部的存儲器中，對其檢驗后再發(fā)往其他端口，這樣其延時等于接收一個完整的數(shù)據(jù)幀的時間及處理時間的總和。如果級聯(lián)很長時，會導致嚴重的性能問題，但這種方法可以過濾掉錯誤的數(shù)據(jù)幀。

◆切入法：

這種方法只檢驗數(shù)據(jù)幀的目標地址，這使得數(shù)據(jù)幀幾乎馬上就可以傳出去，從而大大降低延時。其缺點是：錯誤幀也會被傳出去。錯誤幀的概率較小的情況下，可以采用切入法以提高傳輸速度。而錯誤幀的概率較大的情況下，可以采用存儲轉發(fā)法／以減少錯誤幀的重傳。