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網路交換器

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亚美亚 (Avaya)ERS 2550T-PWR 50端口的網路交換器

網路交換器英语Network switch)是一個擴大網路的器材,能為子網路中提供更多的連接埠,以便連接更多的電腦

工作原理[编辑]

一个有交换机的网络

交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时,通过将MAC地址和端口对应,形成一張MAC表。在今后的通讯中,发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口,而不是所有的端口。因此,交换机可用于划分数据链路层广播,即冲突域;但它不能划分网络层广播,即广播域

分类[编辑]

二层交换机[编辑]

交换机被广泛应用于二层网络交换。中档的网管型交换机还具有VLAN划分、端口自动协商、MAC访问控制列表等功能,并提供命令行界面图形界面控制台,供网络管理员调整参数

三层交换机[编辑]

三层交换机则可以处理第三层网络层协议,用于连接不同网段,通过对缺省网关的查询学习来建立两个网段之间的直接连接。

三层交换机具有一定的“路由”功能,但只能用于同一类型的局域网子网之间的互连。这样,三层交换机可以像二层交换机那样通过MAC地址标识数据包,也可以像传统路由器那样在两个局域网子网之间进行功能较弱的路由转发,它的路由转发不是通过软件来维护的路由表,而是通过专用的ASIC芯片处理这些转发;

四层交换机[编辑]

四层交换机可以处理第四层传输层协议,可以将会话与一个具体的IP地址绑定,以实现虚拟IP [1]

七层交换机[编辑]

更加智能的交换机,可以充分利用带宽资源来过滤,识别和处理应用层数据转发的交换设备。

與集線器的區別[编辑]

交換器與集線器不同之處是,集線器會將網路內某一使用者傳送之封包傳至所有已連接到集線器的電腦。而交換器則只會將封包傳送到指定目的地的電腦(透過MAC表),相對上能減少數據碰撞及資料被竊聽的機會。交換器更能將同時傳到的封包分別處理,而集線器則不能。

最大的不同之处在于:集线器的每一个接口都处于相同的冲突域,而交换机的每个接口处于一个冲突域。在性能方面尤为突出:例如在100Mb/s的以太网络中有100个用户,使用集线器,每个用户只有1Mb/s(100Mb/s/100),因为Hub是共享式的网络;而使用交换机,每个接口有100Mb/s,如果有100个接口,总带宽为100*100Mb/s(最终的带宽大小取决于输入接口的带宽;即如果输入端口只有1000M,则达到上限前,每个用户都能使用100M带宽,但一旦所有用户的总需求超过1000M,用户将在相同优先级的原则下进行带宽分配),因为交换机是独立式的网络。

与路由器的区别[编辑]

从时间线上看,路由器诞生于交换机之后,为了弥补交换机不能定向转发数据包的缺陷。

“交换”一词最早出现于电话系统,指两个不同电话交换机之间语音信号的交换。故从本意上讲,交换是完成信号由交换设备入口至出口的转发的技术的统称。路由器名称中的“路由”(router)来自于路由器的转发策略--路由选择(routing)。交换机和路由器的区别有但不局限于以下几点(这里的交换机和路由器都是常规型号的):

1.两者工作在OSI模型的不同层次上
交换机工作在第二层数据链路层,路由器工作在第三层网络层。网络层提供了更多的协议信息,方便路由器做出更加智能的转发选择。
2.两者转发时所依据的对象不同
交换机是基于MAC地址识别,实现封装数据包转发。路由器基于网络ID号(IP地址)。MAC一般被固化在网卡中,不可更改。而IP地址可以被系统或网络管理员进行设置和分配。
3.两者转发广播数据包的域不同
被交换机连接起来的网络属于同一广播域,广播数据包会在网络内所有网段上进行传播。连接在路由器上的网段则被分割为不同广播域,广播数据包只在各自广播域内传播而无法穿透路由器。路由器的这种子网隔离功能可以在一定程度上防止广播风暴。

参考文献[编辑]

  1. ^ 二层、三层、四层交换机的区别. 太平洋电脑网. 2004-06-08 [2014-11-18]. 

参见[编辑]