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    交換機

    1. 詳情
      交換機意為“開關”是一種用于電(光)信號轉發的網絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網絡節點提供獨享的電信號通路。最常見的交換機是以太網交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。
      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。
      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。
      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)
      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。
      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。
      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。
      傳統交換機從網橋發展而來,屬于OSI第二層即數據鏈路層設備。它根據MAC地址尋址,通過站表選擇路由,站表的建立和維護由交換機自動進行。路由器屬于OSI第三層即網絡層設備,它根據IP地址進行尋址,通過路由表路由協議產生。交換機最大的好處是快速,由于交換機只須識別幀中MAC地址,直接根據MAC地址產生選擇轉發端口算法簡單,便于ASIC實現,因此轉發速度極高。但交換機的工作機制也帶來一些問題。 0000000000
      1.回路:根據交換機地址學習和站表建立算法,交換機之間不允許存在回路。一旦存在回路,必須啟動生成樹算法,阻塞掉產生回路的端口。而路由器的路由協議沒有這個問題,路由器之間可以有多條通路來平衡負載,提高可靠性。
      2.負載集中:交換機之間只能有一條通路,使得信息集中在一條通信鏈路上,不能進行動態分配,以平衡負載。而路由器的路由協議算法可以避免這一點,OSPF路由協議算法不但能產生多條路由,而且能為不同的網絡應用選擇各自不同的最佳路由。
      3.廣播控制:交換機只能縮小沖突域,而不能縮小廣播域。整個交換式網絡就是一個大的廣播域,廣播報文散到整個交換式網絡。而路由器可以隔離廣播域,廣播報文不能通過路由器繼續進行廣播。
      4.子網劃分:交換機只能識別MAC地址。MAC地址是物理地址,而且采用平坦的地址結構,因此不能根據MAC地址來劃分子網。而路由器識別IP地址,IP地址由網絡管理員分配,是邏輯地址且IP地址具有層次結構,被劃分成網絡號和主機號,可以非常方便地用于劃分子網,路由器的主要功能就是用于連接不同的網絡。
      5.保密問題:雖說交換機也可以根據幀的源MAC地址、目的MAC地址和其他幀中內容對幀實施過濾,但路由器根據報文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等內容對報文實施過濾,更加直觀方便。
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