局域网交换机
局域网交换机
局域网交换机(LAN switches)指的是用在交换式局域网内进行数据交换的设备。
传统的以太网中，在任意一个时刻网络中只能有一个站点发送数据，其他站点只可以接收信息，若想发送数据，只能退避等待。因此，共享式以太网的固定带宽被网络上所有站点共享，随机占用，网络中的站点越多，每个站点平均可以使用的带宽就越窄，网络的响应速度就越慢。
动车是什么交换机的出现解决了这个问题。在交换式局域网中，采用了交换机设备，只要发送数据的源节点和目的节点不冲突，那么数据发送就完全并行，这样大大提高了数据传送的速率。
基本信息
基本概念
交换式局域网所有站点都连接到一个交换式集线器或局域网交换机上。交换式集线器或局域网交换机具有交换功能，它们的特点是:所有端口平时都不连通，当工作站需要通信时，交换
式集线器或局域网交换机能同时连通许多端口，使每一对端口都能像独占通信媒体那样无冲突的传输数据，通信完成后断开连接。由于消除了公共的通信媒体，每个站点独自使用一条链路，不存在冲突问题，可以提高用户的平均数据传输速率，即容量得以扩大。
交换式局域网的优点:中秋节快乐祝福语大全
(1)采用星型拓扑结构，容易扩展，而且每个用户的带宽并不因为互连的设备增多而降低。
(2)由于消除了公共的通信媒体，每个站点独自使用一条链路，不存在冲突问题，可以提高用户的平均数据传输速度。交换式局域网无论是从物理上还是逻辑上都是星形拓扑结构，多台交换式集线器可以串接，连成多级星形结构。
功能
交换式局域网可向用户提供共享式局域网不能实现的一些功能，主要包括以下几个方面:
(1)隔离冲突域在共享式以太网中，使用CSMA/CD算法来进行介质访问控制。如果两个或者更多站点同时检测到信道空闲而有帧准备发送，它们将发生冲突。一组竞争信道访问的
站点称为冲突域。显然同一个冲突域中的站点竞争信道，便会导致冲突和退避。而不同冲突域的站点不会竞争公共信道，它们则不会产生冲突。在交换式局域网中，每个交换机端口就对应一个冲突域，端口就是冲突域终点，由于交换机具有交换功能，不同端口的站点之间不会产生冲突。如果每个端口只连接一台计算机站点，那么在任何一对站点之间都不会有冲突。若一个端口连接一个共享式局域网，那么在该端口的所有站点之间会产生冲突，但该端口的站点和交换机其他端口的站点之间将不会产生冲突。因此，交换机隔离了每个端口的冲突域。
(2)扩展距离交换机可以扩展LAN的距离。每个交换机端口可以连接不同的LAN，因此，每个端口都可以达到不同LAN的技术所要求的最大距离，而与连接到其他交换机端口LAN的长度无关。
(3)增加总容量在共享式LAN中，其容量由所有接入设备共享。而在交换式局域网中，由于交换机的每个端口具有专用容量，交换式局域网总容量随着交换机的端口数量而增加。所以交换机提供的数据数传输容量比共享式LAN大得多。
(4)数据率灵活性对于共享式LAN，不同LAN采用不同数据率，但连接到同一共享式LAN的
所有设备必须使用同样的数据率。而对于交换式局域网，交换机的每个端口可以使用不同的数据率，所以可以以不同数据率部署站点，非常灵活。
基本原理
交换式局域网的核心设备是局域网交换机，局域网交换机可以在它的多个端口之间建立多个并发连接。典型的交换式局域网是交换式以太网(switchedEthernet)，它的核心部件是以太网交换机(Ethernetswitch)。以太网交换机可以有多个端口，每个端口可以单独与一个结点连接，也可以与一个共享介质式的以太网集线器连接。
局域网交换机的分类:按照所执行的功能不同，局域网交换机可以分为两种。
（1）二层交换:执行桥接功能，是根据MAC地址转发数据，交换速度快，但控制功能弱，没有路由选择功能。
（2）三层交换:是根据IP地址转发数据，具有路由功能。三层交换是二层交换与路由功能的有机组合。
技术特点
(1)低交换延迟。这是交换机的主要特点。从传输延迟的量级来看，如果交换机为几十微秒，则网桥为几百微秒，路由器为几千微秒。
(2)支持不同的传输速率和工作模式。交换机的端口可以支持不同的传输速率，如支持10Mbps、100Mbps等。端口可以支持两种工模式全双工和半双工。
(3)高传输宽带。
(4)支持虚拟局域网服务。交换局域网是虚拟局域网的基础，当前的交换机基本上都只持虚拟局域网。
交换机
内部结构
交换机的内部结构决定交换机的性能，采用的内部结构主要有4种:
(1)共享式存储器结构:共享储存器结构是帧直接从存储器传送到输出端口，各模块之间不需要用背板总线连接，依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能连接，由中心交换引擎检查
每个输入包以决定路由。这种方式容易实现，但需要很大的内存容量，很高的管理费用。且由于访问储存器需要时间，不可能在较大的端口数之间实现线速交换，因此比较适合于小系统交换机。
(2)交叉总线结构:交叉总线式结构在端口间建立直接的点对点连接，每一模块都直接和任何其他模块相连。每一模块自己处理连接问题。不需要中心交换陈列模块进行集中控制。这种结构适合单点传输，对于多点传输存在一定的问题。
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(3)混合交叉总线结构:混合交叉总线结构是在交叉总线结构的基础上改进得来的。它是将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵，中间通过一条高性能的总线连接。优点是减少了交叉总线数，降低了成本，还减少了总线争用。但连接交叉矩阵的总线可能称为新的性能瓶颈。
(4)环形总线结构:这种结构在1个环内最多支持4个交换引擎并且允许不同速度的交换矩阵互联，环与环之间通过交换引擎连接。与前几种结构不同的是此种结构有独立的一条控制总线，用于搜集总线状态、处理路由、流量控制和清理数据总线。环形总线结构的最大优点是扩展能力强，成本低，因为采用环形结构，很容易聚集带宽，当端口数增加的时候，
带宽就相应增加了。另外，它还有效的避免了系统扩展时造成的总线瓶颈。
交换方式
交换机的交换方式一般地，交换机主要通过以下4中方式实现交换。
(1)直通式:在这种模式下，交换机只需要知道帧的目的MAC地址就可以成功的将帧转发到目的地。在交换机读取到帧中足够的信息并能识别出目的地址后，它将立即把帧发送到目的端口。直通式的优点是由于不需要存储，延迟非常小，交换非常快。但是缺点是由于没有缓存，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，而且容易丢包。
(2)存储转发:存储转发方式是将输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC检查，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查MAC地址表转换成输出端口送出包。由于这种方式可以对进入交换机的数据包进行错误检测，使网络中的无效帧大大减少，所以可有效的改善网络性能。但是缺点是由于需要存储再转发，导致数据处理时延大，然而随着ASIC的降低以及处理器的速度的增加，许多新的交换机都可以在很短的时间内完成整个帧的检查，所以这种交换方式应用比较广泛。
(3)碎片隔离:碎片隔离是上述两种技术的综合。它检查数据包的长度是否够64B，如果小于这个值，说明是假包，则丢弃该包;如果大于这个值，则发送该包。这种方式也不能提供数据校验。它的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。
(4)智能交换模式:智能交换模式集中了直通式和存储转发式两者的优点。只要可能，交换机总是采用直通式模式，但是一旦网络出错率超过了事先设定的阈值，交换机将采用存储转发模式，当网络出错率下降后，又重新开始直通式模式。
技术特点
1.低交换延迟这是局域网交换机的主要特点，从传输延迟时间的量级来看，如果局域网交换机为几十μs，那么网桥为几百μs，而路由器为几千μs。
2.支持不同的传输速率和工作模式局域网交换机的端口可以设计成支持不同的传输速率，例如支持10Mb/s的端口、支持100Mb/s的端口、支持1000Mb/s的端口。同时，端口还可以设计成支持半双共和全双工两种工作模式。祝教师节老师节日祝福
3.支持虚拟局域网服务交换式局域网是虚拟局域网的基础，Ethernet交换机基本上都可以
支持虚拟局域网服务。
4.高传输带宽
通信方式
1.全双工局域网的概念，所有共享式局域网都是半双工方式的，即信道在任何时候只能在一个方向上传输数据，要么就是发送数据，要么就是接收数据，不能二者兼而有之。因为共享式局域网中所有的用户都依赖单条共享介质，所以在技术上不可能同时发送和接收数据。全双工局域网每个站点可以同时发送和接收数据，一对线用于发送数据，另一对线用于接收数据。交换技术是全双工以太网的必要前提，因为全双工要求只有两个站的点对点的连接。但有一点要注意，交换式局域网并不自动就是全双工操作，只有在交换器中设置了全双工端口以及做一些相应的改进，交换式局域网才是全双工局域网。
2.全双工局域网的优点由于同时发送和接收，这在理论上可以使传输速度翻一番。例如工作于全双工模式的10BASE-T双绞线链路速率可达20Mbit/s。网段长度不再受共享介质半双工局域网计时要求的限制，它只受介质系统本身传输信号能力的限制。例如，在半双工模
式下，100BASE-FX光纤网段长度限制为412m，而同样的介质系统在全双工模式下的长度可达2000m。
3.全双工局域网标准IEEE与1997年3月正式制定了802.3x全双工局域网标准。该标准规定了全双工操作的使用方法以及全双工流量控制机制。IEEE802.3x标准规定全双工操作应该满足以下要求:物理介质必须不受干扰地支持同步发送和接收信号;全双工点对点链路必须连接两个站点;局域网上的两个站点都可以而且已配置成使用全双工模式。这意味着两个局域网接口必须可以同时发送和接收帧。
VLAN
概念
VLAN大致等效于一个广播域，即VLAN模拟了一组终端设备，虽然它们位于不同的物理网段上，但是并不受物理位置的束缚，相互间通信就好像它们在同一个局域网中一样。VLAN从传统LAN的概念上引申出来，在功能和操作上与传统LAN基本相同，提供一定范围内终端系统的互联和数据传输。它与传统LAN的主要区别在于"虚拟"二字，即网络的构成与传统LAN不同，由此也导致了性能上的差异。鲁滨逊漂流记主要内容
分类
(1)端口VLAN，端口VLAN又分为单交换机端口定义VLAN和多交换机端口定义VLAN两种。
(2)MACVLAN，基于MAC定义的VLAN可视为基于用户的VLAN。这种VLAN要求所有的用户在初始阶段必须配置到至少一个VLAN中，初始配置由人工完成，随后就可以自动跟踪用户。
主要优点
(1)减少工作站移动和变化所需的费用。
(2)VLAN和交换技术使每个网段包含更少的用户，而广播域却扩大到1000或者更多的用户。
描写春天的比喻句组网技术
1、组级交换网络:典型的组，可以使用基本的10Mbit/s以太网交换机，附带一些100M
bit/s端口，可以和一个或多个本地文件服务器连接。

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