信息网络的发展成为当今社会的主流发展方向,服务终端设备的不断更新与发展更为网络信息系统的发展提供了强大的支持,而交换机作为信息网络设备的一部分则发挥着重要的结构性作用。为了满足各种不同应用环境需求,出现了各种类型的交换机。本篇就要为大家介绍当前常见的交换机分类及功能。
一、交换机的定义及分类
交换是用人工或者设备自动完成,按照两端传输信息的通信需要,把需要传输的信息传送到相应符合要求的路由器上的技术统称。从广义上来说交换机就是能够在通信系统中完成信息交换的一种设备。交换机的分类标准多种多样,常见的有以下几种:
从网络覆盖范围上来看,交换机分为两种:广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域,提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络,用于连接终端设备,如PC机及网络打印机等。其实在局域网交换机中又可以划分为多种不同类型的交换机。下面继续介绍局域网交换机的主要分类标准。
二、局域网中交换机划分
局域网交换机指的是用在交换式局域网内进行数据交换的设备。
从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。
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。
以太网交换机是基于以太网传输数据的交换机,以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。以太网交换机的结构是每个端口都直接与主机相连,并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口,使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,进行无冲突地传输数据。
三、三种以太网交换机接口
1.RJ-45接口:这种接口应用最为普遍。因其适配线缆,传输介质制作简单,传输速率快。支持的双工工作方式齐全。
2.BNC:所用的传输介质为细同轴电缆,当前已不常见。不要以为一讲以太网就都是RJ-45接口的,只不过双绞线类型的RJ-45接口在网络设备中非常普遍而已。
3.UI:所用的传输介质为粗同轴电缆。当前多是广电宽带采用同轴电缆作为网络传输介质,范围不广。为了在RJ-45接口的基础上兼顾同轴电缆介质的网络连接,配上BNC或AUI接口。
四、交换机的工作原理
交换机的工作原理可以用四个词语概括:
学习:交换机内部有一个MAC地址表,一个MAC地址对应一个接口,一个接口可以对应多个MAC地址,与接口相对应的MAC地址是指通过这个接口,交换机所能达到的所有MAC地址,当交换机一端有一个主机通过交换机发送数据,交换机首先查看数据帧的源MAC地址,如果有的话更新记录,如果本身MAC地址中没有相关记录,就将源地址与其进入的接口相关记录写在MAC地址表中。
直接转发:然后再来查看目的MAC地址,如果本身MAC地址表中有关于目的MAC地址与相应接口的记录,就从记录的接口转发出去。
泛洪方式:如果没有记录,交换机就向其他所有接口转发这个帧(除这个数据帧的入口),等到相应的主机单播回复之后,交换机记下回应数据帧的源MAC地址与对应接口,以方便下次转发。
更新:同时,交换机内部的MAC地址表只有300S的存在时间,定时五分钟会更新一次
五、交换机的主要功能
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。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。
▲像集线器一样,交换机提供了大量可供线缆连接的端口,这样可以采用星型拓扑布线。
▲像中继器、集线器和网桥那样,当它转发帧时,交换机会重新产生一个不失真的方形电信号。
▲像网桥那样,交换机将局域网分为多个冲突域,每个冲突域都是有独立的宽带,因此大大提高了局域网的带宽。