交換式技術(shù)發(fā)展過程

以太網(wǎng)交換機，英文為SWITCH，也有人翻譯為開關(guān)，交換器或稱交換式集線器。我們首先回顧一下局域網(wǎng)的發(fā)展過程。

計算機技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合促進(jìn)了計算機局域網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，從六十年代末ALOHA的出現(xiàn)到九十年代中期1000MBPS交換式以太網(wǎng)的登臺亮相，短短的三十年間經(jīng)過了從單工到雙工，從共享到交換，從低速到高速， 從簡單到復(fù)雜，從昂貴到普及的飛躍。

八十年代中后期，由于通信量的急劇增加，促使技術(shù)的發(fā)展，使局域網(wǎng)的性能越來越高，最早的1Mbps的速率已廣泛地被今天的100BASE－T和100CG－ANYLAN替代，但是，傳統(tǒng)的媒體訪問方法都局限于使大量的站點共享對一個公共傳輸媒體的訪問， 既CSMA/CD。

九十年代初，隨著計算機性能的提高及通信量的聚增，傳統(tǒng)局域網(wǎng)已經(jīng)愈來愈超出了自身的負(fù)荷，交換式以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生，大大提高了局域網(wǎng)的性能。與現(xiàn)在基于網(wǎng)橋和路由器的共享媒體的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，網(wǎng)絡(luò)交換機能顯著的增加帶寬。交換技術(shù)的加入，就可以建立地理位置相對分散的網(wǎng)絡(luò)，使局域網(wǎng)交換機的每個端口可平行、安全、同時的互相傳輸信息，而且使局域網(wǎng)可以高度擴(kuò)充。

交換式以太網(wǎng)是以交換式集線器（switching hub）或交換機（switch）為中心構(gòu)成，是一種星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。簡稱為交換機為核心設(shè)備而建立起來的一種高速網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)在近幾年運用的非常廣泛。

從網(wǎng)橋、多端口網(wǎng)橋到交換機

局域網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展要追溯到兩端口網(wǎng)橋。橋是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來連接相似的局域網(wǎng)。從互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)看，橋是屬于DCE級的端到端的連接；從協(xié)議層次看，橋是在邏輯鏈路層對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)；與中繼器在第一層、路由器在第三層的功能相似。兩端口網(wǎng)橋幾乎是和以太網(wǎng)同時發(fā)展的。

以太網(wǎng)交換技術(shù)（SWITCH）是在多端口網(wǎng)橋的基礎(chǔ)上與九十年代初發(fā)展起來的，實現(xiàn)OSI模型的下兩層協(xié)議，與網(wǎng)橋有著千絲萬縷的關(guān)系，甚至被業(yè)界人士稱為"許多聯(lián)系在一起的網(wǎng)橋"，因此現(xiàn)在的交換式技術(shù)并不是什么新的標(biāo)準(zhǔn)，而是現(xiàn)有技術(shù)的新應(yīng)用而已，是一種改進(jìn)了的局域網(wǎng)橋，與傳統(tǒng)的網(wǎng)橋相比，它能提供更多的端口（4～88）、更好的性能、更強的管理功能以及更便宜的價格。現(xiàn)在某些局域網(wǎng)交換機也實現(xiàn)了OSI參考模型的第三層協(xié)議，實現(xiàn)簡單的路由選擇功能，目前很熱的第三層交換就是指此。以太網(wǎng)交換機又與電話交換機相似，除了提供存儲轉(zhuǎn)發(fā)（STORE ANG FORWORD）方式外還提供了其它的橋接技術(shù)，如：直通方式（CUT THROUGH）。

采用交換技術(shù)，實現(xiàn)共享式網(wǎng)絡(luò)向交換式網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變，無疑是一種最終的解決方法，它可以為終端用戶提供專用的、端-端連接，以保證用戶通信所需的帶寬。一般說來，交換技術(shù)具有這樣一些優(yōu)點：

①交換技術(shù)可以提供高速的端口速率，并能在交換虛擬網(wǎng)上支持高帶寬應(yīng)用。這有助于消除LAN與WAN間的傳統(tǒng)差異，從而為連接非兼容的終端系統(tǒng)提供了一種通用的方式。

②交換技術(shù)可使網(wǎng)絡(luò)具有很高的伸縮性。這是因為它具有可伸縮的交換結(jié)構(gòu)，可允許占用網(wǎng)絡(luò)的部分帶寬來建立一個端端的虛連接。

③交換技術(shù)由于實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)的有效區(qū)段化，因而可以更好地對網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的故障進(jìn)行檢測和隔離。

④交換技術(shù)的引入，使得從網(wǎng)絡(luò)管理的角度上看，局域網(wǎng)又產(chǎn)生了一個新的概念，即虛擬局域網(wǎng)。而引入虛擬局域網(wǎng)概念，可提高網(wǎng)絡(luò)管理的效率。

由于交換技術(shù)具有了這樣一些基本特點，采用交換技術(shù)可以解決共享式互連網(wǎng)中存在的一些問題。首先，它可解決帶寬共享問題，因這種技術(shù)可以保證每位用戶帶寬的專用性，滿足用戶對帶寬的要求。另外，交換技術(shù)通過虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以提供強大的網(wǎng)絡(luò)管理功能。因為，虛擬網(wǎng)絡(luò)采用邏輯智能來構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)以取代實際的物理連接，它可以是一組在邏輯上相連的網(wǎng)段，對于那些通過不同的交換機連接在一起的不同網(wǎng)段，仍可認(rèn)為它們同屬某一個虛擬網(wǎng)絡(luò)。這樣，在不同的LAN網(wǎng)段的節(jié)點之間，利用高速交換連接可以消除LAN的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所存在的結(jié)構(gòu)化不方便的問題，另外，僅需通過軟件管理工具便可對單一的虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理。這是交換技術(shù)一個非常重要的特點。正是由于交換技術(shù)在改善網(wǎng)絡(luò)的性能和最大限度地發(fā)揮現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的潛力方面具有十分重要的作用，因而，基于交換的互連網(wǎng)絡(luò)在90年代中期開始受到人們的關(guān)注，并成為目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。