交換機(jī)發(fā)展歷史

“交換機(jī)”是一個(gè)舶來詞，源自英文“Switch”，原意是“開關(guān)”，中國技術(shù)界在引入這個(gè)詞匯時(shí)，翻譯為“交換”。在英文中，動(dòng)詞“交換”和名詞“交換機(jī)”是同一個(gè)詞（注意這里的“交換”特指電信技術(shù)中的信號(hào)交換，與物品交換不是同一個(gè)概念）。

1993年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn)，1994年，國內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。其實(shí)，交換技術(shù)是一個(gè)具有簡(jiǎn)化、較高的性能和較高的端口密集特點(diǎn)的交換產(chǎn)品，體現(xiàn)了橋接技術(shù)的復(fù)雜交換技術(shù)在OSI參考模型的第二層操作。與橋接器一樣，交換機(jī)按每一個(gè)包中的MAC地址相對(duì)簡(jiǎn)單地決策信息轉(zhuǎn)發(fā)。而這種轉(zhuǎn)發(fā)決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他信息。與橋接器不同的是交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小，操作接近單個(gè)局域網(wǎng)性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通橋接互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。

交換技術(shù)允許共享型的局域網(wǎng)段進(jìn)行帶寬調(diào)整，以減輕局域網(wǎng)之間信息流通出現(xiàn)的瓶頸問題。已有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)的交換產(chǎn)品。

類似傳統(tǒng)的橋接器，交換機(jī)提供了許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。交換機(jī)能經(jīng)濟(jì)地將網(wǎng)絡(luò)分成小的沖突網(wǎng)域，為每個(gè)工作站提供更高的帶寬。協(xié)議的透明性使得交換機(jī)在軟件配置簡(jiǎn)單的情況下直接安裝在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中；交換機(jī)使用現(xiàn)有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網(wǎng)卡，不必作高層的硬件升級(jí)；交換機(jī)對(duì)工作站是透明的，這樣管理開銷低廉，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加、移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)變化的操作。

利用專門設(shè)計(jì)的集成電路可使交換機(jī)以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息，提供了比傳統(tǒng)橋接器高得多的操作性能。專門集成電路技術(shù)使得交換器在更多端口的情況下得以實(shí)現(xiàn)上述性能，其端口造價(jià)低于傳統(tǒng)型橋接器。

交換機(jī)軟件管理

可網(wǎng)管交換機(jī)均遵循SNMP協(xié)議（簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議），SNMP協(xié)議是一整套的符合國際的標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理規(guī)范。凡是遵循SNMP協(xié)議的設(shè)備，均可以通過網(wǎng)管軟件來管理。你只需要在一臺(tái)網(wǎng)管工作站上安裝一套SNMP網(wǎng)絡(luò)管理軟件，通過局域網(wǎng)就可以很方便地管理網(wǎng)絡(luò)上的交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等。通過SNMP網(wǎng)絡(luò)管理軟件的界面如圖3所示，它也是一種帶內(nèi)管理方式。

可網(wǎng)管交換機(jī)的管理可以通過以上三種方式來管理。究竟采用哪一種方式呢？在交換機(jī)初始設(shè)置的時(shí)候，往往得通過帶外管理；在設(shè)定好IP地址之后，就可以使用帶內(nèi)管理方式了。帶內(nèi)管理因?yàn)楣芾頂?shù)據(jù)是通過公共使用的局域網(wǎng)傳遞的，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，然而安全性不強(qiáng)。帶外管理是通過串口通信的，數(shù)據(jù)只在交換機(jī)和管理用機(jī)之間傳遞，因此安全性很強(qiáng)；然而由于串口電纜長度的限制，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。所以采用哪種方式得看你對(duì)安全性和可管理性的要求了。

交換機(jī)的功能和工作原理

交換機(jī)的功能

交換機(jī)的功能是連接計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、IP電話等終端設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)與其它交換機(jī)、無線接入點(diǎn)、路由器、網(wǎng)絡(luò)防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)，從而構(gòu)建局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備之間的通信。

交換機(jī)的工作原理

交換機(jī)位于OSI參考模型中的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），交換機(jī)的工作依賴于對(duì)MAC地址的識(shí)別（所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個(gè)獨(dú)一的MAC地址，通常是由廠商直接燒錄進(jìn)網(wǎng)卡中）。

交換機(jī)工作原理

當(dāng)交換機(jī)從其某個(gè)端口收到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，先讀取包頭中的源MAC地址（即發(fā)送該數(shù)據(jù)包的設(shè)備網(wǎng)卡的MAC地址），將該MAC地址和端口對(duì)應(yīng)起來添加到交換機(jī)內(nèi)存里的地址表中；然后再讀取包頭中的目的MAC地址，對(duì)照內(nèi)存里的地址表看該MAC地址與哪個(gè)端口對(duì)應(yīng)，如果地址表中有該MAC地址的對(duì)應(yīng)端口，則將該數(shù)據(jù)包直接拷貝到對(duì)應(yīng)的端口上，如果沒有找到，則將該數(shù)據(jù)幀作為一個(gè)廣播幀發(fā)送到所有的端口，對(duì)應(yīng)的MAC地址設(shè)備會(huì)自動(dòng)接受該幀數(shù)據(jù)，同時(shí)，交換機(jī)將接受該幀數(shù)據(jù)的端口與這個(gè)目的MAC地址對(duì)應(yīng)起來放入內(nèi)存中的地址表中。