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交換技術整體架構詳解

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前交換技術在IT界使用的還是比較廣泛,為了使交換機可以平穩高效地運作,下面是YJBYS小編整理的交換技術整體架構知識,希望對你有幫助!

交換技術整體架構詳解

1993年,區域網交換裝置出現,1994年,國內掀起了交換網路技術的熱潮。其實,交換技術是一個具有簡化、低價、高效能和高階口密集特點的交換產品,體現了橋接技術的複雜交換技術在OSI參考模型的第二層操作。

與橋接器一樣,交換機按每一個包中的MAC地址相對簡單地決策資訊轉發。而這種轉發決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他資訊。與橋接器不同的是交換機轉發延遲很小,操作接近單個區域網效能,遠遠超過了普通橋接網際網路絡之間的轉發效能。

交換技術允許共享型和專用型的區域網段進行頻寬調整,以減輕區域網之間資訊流通出現的瓶頸問題。現在已有乙太網、快速乙太網、FDDI和ATM技術的交換產品。 類似傳統的橋接器,交換機提供了許多網路互聯功能。

交換機能經濟地將網路分成小的衝突網域,為每個工作站提供更高的頻寬。協議的透明性使得交換機在軟體配置簡單的情況下直接安裝在多協議網路中;交換機使用現有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網絡卡,不必作高層的硬體升級;交換機對工作站是透明的,這樣管理開銷低廉,簡化了網路節點的增加、移動和網路變化的操作。

利用專門設計的積體電路可使交換機以線路速率在所有的埠並行轉發資訊,提供了比傳統橋接器高得多的操作效能。如理論上單個乙太網埠對含有64個八進位制數的資料包,可提供14880bps的傳輸速率。

這意味著一臺具有12個埠、支援6道並行資料流的“線路速率”乙太網交換器必須提供89280bps的總體吞吐率(6道資訊流X14880bps/道資訊流)。專用積體電路技術使得交換器在更多埠的情況下以上述效能執行,其埠造價低於傳統型橋接器。

  1.埠交換

埠交換技術最早出現在插槽式的集線器中,這類集線器的背板通常劃分有多條乙太網段(每條網段為一個廣播域),不用網橋或路由連線,網路之間是互不相通的。以大主模組插入後通常被分配到某個背板的'網段上,埠交換用於將以太模組的埠在背板的多個網段之間進行分配、平衡。根據支援的程度,埠交換還可細分為:

模組交換:將整個模組進行網段遷移。 埠組交換:通常模組上的埠被劃分為若干組,每組埠允許進行網段遷移。 埠級交換:支援每個埠在不同網段之間進行遷移。

這種交換技術是基於OSI第一層上完成的,具有靈活性和負載平衡能力等優點。如果配置得當,那麼還可以在一定程度進行客錯,但沒有改變共享傳輸介質的特點,自而未能稱之為真正的交換。

  2.幀交換

幀交換是目前應用最廣的區域網交換技術,它通過對傳統傳輸媒介進行微分段,提供並行傳送的機制,以減小衝突域,獲得高的頻寬。一般來講每個公司的產品的實現技術均會有差異,但對網路幀的處理方式一般有以下幾種:

直通交換:提供線速處理能力,交換機只讀出網路幀的前14個位元組,便將網路幀傳送到相應的埠上。 儲存轉發:通過對網路幀的讀取進行驗錯和控制。 前一種方法的交換速度非常快,但缺乏對網路幀進行更高階的控制,缺乏智慧性和安全性,同時也無法支援具有不同速率的埠的交換。因此,各廠商把後一種技術作為重點。

有的廠商甚至對網路幀進行分解,將幀分解成固定大小的信元,該信元處理極易用硬體實現,處理速度快,同時能夠完成高階控制功能(如美國MADGE公司的LET集線器)如優先順序控制。

  3.信元交換

ATM技術代表了網路和通訊技術發展的未來方向,也是解決目前網路通訊中眾多難題的一劑“良藥”,ATM採用固定長度53個位元組的信元交換。由於長度固定,因而便於用硬體實現。

ATM採用專用的非差別連線,並行執行,可以通過一個交換機同時建立多個節點,但並不會影響每個節點之間的通訊能力。ATM還容許在源節點和目標、節點建立多個虛擬連結,以保障足夠的頻寬和容錯能力。ATM採用了統計時分電路進行復用,因而能大大提高通道的利用率。ATM的頻寬可以達到25M、155M、622M甚至數Gb的傳輸能力。