通通透透看交换机( 二 )


交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控 。目前交换机还具备了一些新的功能,如对VLAN(虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持,甚至有的还具有防火墙的功能 。
交换机除了能够连接同种类型的网络之外,还可以在不同类型的网络(如以太网和快速以太网)之间起到互连作用 。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口,用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的要害服务器提供附加带宽 。
一般来说,交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段,但是有时为了提供更快的接入速度,我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上 。这样,网络的要害服务器和重要用户就拥有更快的接入速度,支持更大的信息流量 。
交换机的交换方式
交换机通过以下三种方式进行交换
1.直通式(Cut Through)
直通方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机 。它在输入端口检测到一个数据包时,检查该包的包头,获取包的目的地址,启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口,在输入与输出交叉处接通,把数据包直通到相应的端口,实现交换功能 。由于不需要存储,延迟非常小、交换非常快,这是它的优点 。它的缺点是,因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来,所以无法检查所传送的数据包是否有误,不能提供错误检测能力 。由于没有缓存,不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通,而且轻易丢包 。
2.存储转发(Store & Forward)
存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式 。它把输入端口的数据包先存储起来,然后进行CRC(循环冗余码校验)检查,在对错误包处理后才取出数据包的目的地址,通过查找表转换成输出端口送出包 。正因如此,存储转发方式在数据处理时延时大,这是它的不足,但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测,有效地改善网络性能 。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换,保持高速端口与低速端口间的协同工作 。
3.碎片隔离(Fragment Free)
这是介于前两者之间的一种解决方案 。它检查数据包的长度是否够64个字节,假如小于64字节,说明是假包,则丢弃该包;假如大于64字节,则发送该包 。这种方式也不提供数据校验 。它的数据处理速度比存储转发方式快,但比直通式慢 。
交换机的应用
作为局域网的主要连接设备,以太网交换机成为应用普及最快的网络设备之一 。随着交换技术的不断发展,以太网交换机的价格急剧下降,交换到桌面已是大势所趋 。
假如你的以太网络上拥有大量的用户、繁忙的应用程序和各式各样的服务器,而且你还未对网络结构做出任何调整,那么整个网络的性能可能会非常低 。解决方法之一是在以太网上添加一个10/100Mbps的交换机,它不仅可以处理10Mbps的常规以太网数据流,而且还可以支持100Mbps的快速以太网连接 。
假如网络的利用率超过了40%,并且碰撞率大于10%,交换机可以帮你解决一点问题 。带有100Mbps快速以太网和10Mbps以太网端口的交换机可以全双工方式运行,可以建立起专用的20Mbps到200Mbps连接 。
不仅不同网络环境下交换机的作用各不相同,在同一网络环境下添加新的交换机和增加现有交换机的交换端口对网络的影响也不尽相同 。充分了解和把握网络的流量模式是能否发挥交换机作用的一个非常重要的因素 。因为使用交换机的目的就是尽可能的减少和过滤网络中的数据流量,所以假如网络中的某台交换机由于安装位置设置不当,几乎需要转发接收到的所有数据包的话,交换机就无法发挥其优化网络性能的作用,反而降低了数据的传输速度,增加了网络延迟 。

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