快速以太网交换机

　　1990 年问世的交换式集线器(switching hub)，可明显地提高局域网的性能。交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机（表明此交换机工作在数据链路层）。

　　需要说明的是，这里所指的“以太网交换机”是指传输带宽在100Mbps以下的交换机，下面我们还会要讲到一种“快速以太网交换机”、“千兆以太网交换机”和“万兆以太网交换机”其实也是以太网交换机，只不过它们所采用的协议标准、或者传输介质不一样，当然其接口形式也可能不一样。

　　以太网包括三种网络接口：

　　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。

　　所用的传输介质为细同轴电缆，目前已不常见。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。

　　所用的传输介质为粗同轴电缆。目前采用同轴电缆作为传输介质的网络现在已经很少见了，而一般是在RJ－45接口的基础上为了兼顾同轴电缆介质的网络连接，配上BNC或AUI接口。

　　以太网交换机应用最为普遍，价格也较便宜。档次齐全。因此，应用领域非常广泛，在大大小小的局域网都可以见到它们的踪影。以太网交换机通常都有几个到几十个端口。实质上就是一个多端口的网桥。另外，它的端口速率可以不同，工作方式也可以不同，如可以提供10M、100M的带宽、提供半双工、全双工、自适应的工作方式等。

　　1.以太网交换机的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。

　　2.交换机能同时连通许多对的端口，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。

　　3、共享传输媒体的带宽，对于普通 10 Mb/s 的共享式以太网，若共有 N 个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10 Mb/s)的 N 分之一。

　　Broadcast(广播)

　　递送报文分组的一种方式，按这种方式送出的报文分组将送到与发送系统连通的广播地址所覆盖的所有计算机系统。

　　Collision(冲突）

　　多个事件同时请求一个服务，而这个服务又不能区分和应付多个请求所出现的现象。以太网交换机使用CSMA/CD 处理冲突和协调重新传输。

　　Full-duplex(全双工）

　　全双工是在通道中同时双向数据传输的能力。

　　Half-duplex(半双工）

　　在通道中同时只能沿着一个方向传输数据。

　　Stackable(堆叠)

　　堆叠是通过集线器的背板或是通过专用堆叠线缆连接起来的。堆叠后的数台集线器或交换机在逻辑上是一个被网管的设备。

　　Spanning tree(生成树)

　　遵循IEEE803.1d 标准。当网络中出现环路时，该协议可以采用生成树的算法从逻辑上断开其中一条连接，使其成为备份线路。当网络出现断路时，该协议会自动启动上述备份线路，确保网络正常工作。一种用于在网络中检测环路并逻辑地阻塞冗余路径，以确保在任意两个节点之间只存在一条路径的技术。为提高可靠性，网络中的设备间常需建立冗余连接。但是以太网的逻辑拓扑结构是星型或总线型的，因此链路中不允许出现环路。Spanning Tree 可以解决上述矛盾。

　　Uplink(级联)

　　级联是通过集线器（或交换机）的某个端口与其它集线器或交换机相连的，级联后每台集线器或交换机在逻辑上仍是多个被网管的设备。通过级联端口相连的设备不需要Cross-over 电缆。

　　以太网交换机是数据链路层的机器，以太网使用物理地址（MAC地址），48位，6字节。其工作原理为：当接受到一个广播帧时，他会向除接受端口之外的所有端口转发。当接受到一个单播帧时，检查其目的地址并对应自己的MAC地址表，如果存在目的地址，则转发，如果不存在则泛洪(广播），广播后如果没有主机的MAC地址与帧的目的MAC地址相同，则丢弃，若有主机相同，则会将主机的MAC自动添加到其MAC地址表中。

　　交换机分割冲突域，每个端口独立成一个冲突域。每个端口如果有大量数据发送，则端口会先将收到的等待发送的数据存储到寄存器中，在轮到发送时再发送出去。

　　1.直通转发（cut-through switching ）

　　2.存储转发（Store-and-Forward switching）

　　3.无碎片转发（segment-free switching）

　　由于第三种方法主要是第一种“直通转发”的变形，所以只着重介绍第一二种方法。

　　无论是直通转发还是存储转发都是一种二层的转发方式，而且它们的转发策略都是基于 目的MAC（DMAC)的，在这一点上这两种转发方式没有区别。