邁森關(guān)于工業(yè)交換機(jī)常識(shí)的簡(jiǎn)介

工業(yè)交換機(jī)定義：

交換機(jī)英文名稱(chēng)為Switch，也稱(chēng)為交換式集線(xiàn)器，交換機(jī)是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的“基石”，又稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)它是一種基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件標(biāo)志)識(shí)別，能夠在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。其工作原理可以簡(jiǎn)單地描述為“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”四個(gè)字。因?yàn)榻粨Q機(jī)支持“全雙工”模式，所以B在接收A發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，還可以向A或其他的計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。如果在MAC地址中沒(méi)有B的地址信息，那么交換機(jī)可以通過(guò)“MAC地址學(xué)習(xí)”功能將連接到自身的B計(jì)算機(jī)MAC地址記住，形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)與MAC地址的對(duì)應(yīng)表。

交換機(jī)的類(lèi)型

交換機(jī)類(lèi)型的了解是交換機(jī)的基本知識(shí)，必須掌握。

交換機(jī)有多種分類(lèi)方式：

從網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分交換機(jī)可以分為以下兩類(lèi)：廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)

   根據(jù)傳輸介質(zhì)和傳輸速度分：以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、10千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、ATM交換機(jī)、FDDI交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)。

   根據(jù)交換機(jī)端口結(jié)構(gòu)劃分固定端口的交換機(jī)和模塊化交換機(jī)。

  根據(jù)工作協(xié)議層劃分第二層交換機(jī)、第三層交換機(jī)和第四層交換機(jī)

   根據(jù)是否支持網(wǎng)管功能劃分網(wǎng)管型交換機(jī)和非網(wǎng)管理型交換機(jī)

交換機(jī)的應(yīng)用

作為局域網(wǎng)的主要連接設(shè)備，交換機(jī)成為應(yīng)用普及快的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一。隨著交換技術(shù)的不斷發(fā)展，交換機(jī)的價(jià)格急劇下降，交換機(jī)的普及度進(jìn)一步增加。

如果你的以太網(wǎng)絡(luò)上擁有大量的用戶(hù)、繁忙的應(yīng)用程序和各式各樣的服務(wù)器，而且你還未對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)做出任何調(diào)整，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能可能會(huì)非常低。解決方法之一是在以太網(wǎng)上添加一個(gè)100Mbps/1000Mbps的交換機(jī)。

如果網(wǎng)絡(luò)的利用率超過(guò)了40％，并且碰撞率大于10％，交換機(jī)可以幫你解決一點(diǎn)問(wèn)題。帶有100Mbps快速以太網(wǎng)的交換機(jī)可以全雙工方式運(yùn)行，可以建立起的200Mbps連接。

不僅不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下交換機(jī)的作用各不相同，在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下添加新的交換機(jī)和增加現(xiàn)有交換機(jī)的交換端口對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響也不盡相同。充分了解和掌握網(wǎng)絡(luò)的流量模式是能否發(fā)揮交換機(jī)作用的一個(gè)非常重要的因素。因?yàn)槭褂媒粨Q機(jī)的目的就是盡可能的減少和過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量，所以如果網(wǎng)絡(luò)中的某臺(tái)交換機(jī)由于安裝位置設(shè)置不當(dāng)，幾乎需要轉(zhuǎn)發(fā)接收到的所有數(shù)據(jù)包的話(huà)，交換機(jī)就無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的作用，反而降低了數(shù)據(jù)的傳輸速度，增加了網(wǎng)絡(luò)延遲。

除安裝位置之外，如果在那些負(fù)載較小，信息量較低的網(wǎng)絡(luò)中也盲目添加交換機(jī)的話(huà)，同樣也可能起到負(fù)面影響。受數(shù)據(jù)包的處理時(shí)間、交換機(jī)的緩沖區(qū)大小以及需要重新生成新數(shù)據(jù)包等因素的影響，在這種情況下使用簡(jiǎn)單的HUB要比交換機(jī)更為理想。因此，我們不能一概認(rèn)為交換機(jī)就比HUB有優(yōu)勢(shì)，尤其當(dāng)用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)并不擁擠，尚有很大的可利用空間時(shí)，使用HUB更能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有資源。

交換機(jī)的交換方式

交換機(jī)有3種交換方式：

1． 直通式（Cut Through）

它在輸入端口檢測(cè)到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，啟動(dòng)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口，實(shí)現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲(chǔ)，延遲非常小、交換非?？?，這是它的優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是，因?yàn)閿?shù)據(jù)包內(nèi)容并沒(méi)有被以太網(wǎng)交換機(jī)保存下來(lái)，所以無(wú)法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤，不能提供錯(cuò)誤檢測(cè)能力。由于沒(méi)有緩存，不能將具有不同速率的輸入/輸出端口直接接通，而且容易丟包。

2．存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（Store ＆ Forward）

存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用為廣泛的方式。它把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲(chǔ)起來(lái)，然后進(jìn)行CRC（循環(huán)冗余碼校驗(yàn)）檢查，在對(duì)錯(cuò)誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址，通過(guò)查找表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出包。正因如此，交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時(shí)延時(shí)大，這是它的不足，但是它可以對(duì)進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)，有效地改善網(wǎng)絡(luò)性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口間的轉(zhuǎn)換，保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作。

3．碎片隔離（Fragment Free）

這是介于前兩者之間的一種解決方案。交換機(jī)檢查數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度是否夠64個(gè)字節(jié)，如果小于64字節(jié)，說(shuō)明是假包，則丟棄該包；如果大于64字節(jié)，則發(fā)送該包。這種方式也不提供數(shù)據(jù)校驗(yàn)。它的數(shù)據(jù)處理速度比存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式快，但比直通式慢。