什么是物理層交換機

什么是物理層交換機

　　交換機是整個網絡中的核心部分。你知道什么是物理層交換機嗎?下面就由學習啦小編告訴你什么是物理層交換機。

　　什么是物理層交換機

　　交換(switching)是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法，把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術的統稱。交換機根據工作位置的不同，可以分為廣域網交換機和局域網交換機。廣域的交換機(switch)就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備，它應用在數據鏈路層。交換機有多個端口，每個端口都具有橋接功能，可以連接一個局域網或一臺高性能服務器或工作站。實際上，交換機有時被稱為多端口網橋。[1]

　　在計算機網絡系統中，交換概念的提出改進了共享工作模式。而HUB集線器就是一種物理層共享設備，HUB本身不能識別MAC 地址和IP地址，當同一局域網內的A主機給B主機傳輸數據時，數據包在以HUB為架構的網絡上是以廣播方式傳輸的，由每一臺終端通過驗證數據報頭的MAC地址來確定是否接收。也就是說，在這種工作方式下，同一時刻網絡上只能傳輸一組數據幀的通訊，如果發生碰撞還得重試。這種方式就是共享網絡帶寬。通俗的說，普通交換機是不帶管理功能的，一根進線，其他接口接到電腦上就可以了。[1]

　　在今天，交換機以更多的卻是以應用需求為導向，在選擇方案和產品時用戶還非常關心如何有效保證投資收益。在用戶提出需求后，由系統集成商或廠商來為其需求來提供相應的服務，然后再去選擇相應的技術。這點是在網絡方面表現尤其明顯，廣大用戶，不論是重點行業用戶還是一般的企業用戶，在應用IT技術方面更加明智，也更加穩健。此外，寬帶的廣泛應用、大容量視頻文件的不斷涌現等等都對網絡傳輸的中樞--交換機的性能提出了新的要求。

　　據《2013-2018年中國交換機市場競爭格局及投資前景評估報告》中顯示：隨著網絡的發展從技術驅動應用，轉為從應用選擇技術;網絡的融合也從理論走向實踐;網絡的安全越來越受到重視。而交換網絡的智能化提供了解決這些問題的方法。網絡將在綜合應用、速度和覆蓋范圍等方面繼續發展。

　　物理交換機分類

　　從廣義上來看，網絡交換機分為兩種：廣域網交換機和局域網交換機。廣域網交換機主要應用于電信領域，提供通信用的基礎平臺。而局域網交換機則應用于局域網絡，用于連接終端設備，如PC機及網絡打印機等。從傳輸介質和傳輸速度上可分為以太網交換機、快速以太網交換機、千兆以太網交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環交換機等。從規模應用上又可分為企業級交換機、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完全一致的，一般來講，企業級交換機都是機架式，部門級交換機可以是機架式(插槽數較少)，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，從應用的規模來看，作為骨干交換機時，支持500個信息點以上大型企業應用的交換機為企業級交換機，支持300個信息點以下中型企業的交換機為部門級交換機，而支持100個信息點以內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交換機。

　　物理交換機的用途

　　交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN(虛擬局域網)的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。[2]

　　學習：

　　以太網交換機了解每一端口相連設備的MAC地址，并將地址同相應的端口映射起來存放在交換機緩存中的MAC地址表中。[2]

　　轉發/過濾：

　　當一個數據幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉發到連接目的節點的端口而不是所有端口(如該數據幀為廣播/組播幀則轉發至所有端口)[2]

　　消除回路：

　　當交換機包括一個冗余回路時，以太網交換機通過生成樹協議避免回路的產生，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絡之外，還可以在不同類型的網絡(如以太網和快速以太網)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或FDDI等的高速連接端口，用于連接網絡中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關鍵服務器提供附加帶寬。[2]

　　一般來說，交換機的每個端口都用來連接一個獨立的網段，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絡計算機直接連接到交換機的端口上。這樣，網絡的關鍵服務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。[2]

　　最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、集線器和網橋那樣，當它轉發幀時，交換機會重新產生一個不失真的方形電信號。

　　3. 像網橋那樣，交換機在每個端口上都使用相同的轉發或過濾邏輯。

　　4. 像網橋那樣，交換機將局域網分為多個沖突域，每個沖突域都是有獨立的寬帶，因此大大提高了局域網的帶寬。

　　5. 除了具有網橋、集線器和中繼器的功能以外，交換機還提供了更先進的功能，如虛擬局域網(VLAN)和更高的性能。