什么是物理層交換機

　　交換機是整個網(wǎng)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?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳酚缮系募夹g的統(tǒng)稱。交換機根據(jù)工作位置的不同，可以分為廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機。廣域的交換機(switch)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設備，它應用在數(shù)據(jù)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(wǎng)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(wǎng)橋。[1]

　　在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)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(wǎng)內(nèi)的A主機給B主機傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)包在以HUB為架構的網(wǎng)絡上是以廣播方式傳輸?shù)?，由每一臺終端通過驗證數(shù)據(jù)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(wǎng)絡上只能傳輸一組數(shù)據(jù)幀的通訊，如果發(fā)生碰撞還得重試。這種方式就是共享網(wǎng)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(chǎn)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(tǒng)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(wǎng)絡方面表現(xiàn)尤其明顯，廣大用戶，不論是重點行業(yè)用戶還是一般的企業(yè)用戶，在應用IT技術方面更加明智，也更加穩(wěn)健。此外，寬帶的廣泛應用、大容量視頻文件的不斷涌現(xiàn)等等都對網(wǎng)絡傳輸?shù)闹袠?-交換機的性能提出了新的要求。

　　據(jù)《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(wǎng)絡的發(fā)展從技術驅動應用，轉為從應用選擇技術;網(wǎng)絡的融合也從理論走向實踐;網(wǎng)絡的安全越來越受到重視。而交換網(wǎng)絡的智能化提供了解決這些問題的方法。網(wǎng)絡將在綜合應用、速度和覆蓋范圍等方面繼續(xù)發(fā)展。

　　物理交換機分類

　　從廣義上來看，網(wǎng)絡交換機分為兩種：廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機。廣域網(wǎng)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(wǎng)交換機則應用于局域網(wǎng)絡，用于連接終端設備，如PC機及網(wǎng)絡打印機等。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)交換機、快速以太網(wǎng)交換機、千兆以太網(wǎng)交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環(huán)交換機等。從規(guī)模應用上又可分為企業(yè)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(yè)級交換機都是機架式，部門級交換機可以是機架式(插槽數(shù)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(guī)模來看，作為骨干交換機時，支持500個信息點以上大型企業(yè)應用的交換機為企業(yè)級交換機，支持300個信息點以下中型企業(yè)的交換機為部門級交換機，而支持100個信息點以內(nèi)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng))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(wǎng)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(fā)/過濾：

　　當一個數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉發(fā)到連接目的節(jié)點的端口而不是所有端口(如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉發(fā)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(wǎng)交換機通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)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(wǎng)絡之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡(如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng))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(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡計算機直接連接到交換機的端口上。這樣，網(wǎng)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(wǎng)橋那樣，當它轉發(fā)幀時，交換機會重新產(chǎn)生一個不失真的方形電信號。

　　3. 像網(wǎng)橋那樣，交換機在每個端口上都使用相同的轉發(fā)或過濾邏輯。

　　4. 像網(wǎng)橋那樣，交換機將局域網(wǎng)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(wǎng)的帶寬。

　　5. 除了具有網(wǎng)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(wǎng)(VLAN)和更高的性能。