交換式技術(shù)發(fā)展過(guò)程

以太網(wǎng)交換機(jī)，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(guò)程。

計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合促進(jìn)了計(jì)算機(jī)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(tái)亮相，短短的三十年間經(jīng)過(guò)了從單工到雙工，從共享到交換，從低速到高速， 從簡(jiǎn)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(lái)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(wèn)方法都局限于使大量的站點(diǎn)共享對(duì)一個(gè)公共傳輸媒體的訪問(wèn)， 既CSMA/CD。

九十年代初，隨著計(jì)算機(jī)性能的提高及通信量的聚增，傳統(tǒng)局域網(wǎng)已經(jīng)愈來(lái)愈超出了自身的負(fù)荷，交換式以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)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(jī)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(duì)分散的網(wǎng)絡(luò)，使局域網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)端口可平行、安全、同時(shí)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(jī)（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(jiǎn)稱為交換機(jī)為核心設(shè)備而建立起來(lái)的一種高速網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)在近幾年運(yùn)用的非常廣泛。

從網(wǎng)橋、多端口網(wǎng)橋到交換機(jī)

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(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來(lái)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(jí)的端到端的連接；從協(xié)議層次看，橋是在邏輯鏈路層對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)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(shí)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(lái)的，實(shí)現(xiàn)OSI模型的下兩層協(xié)議，與網(wǎng)橋有著千絲萬(wàn)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(qiáng)的管理功能以及更便宜的價(jià)格。現(xiàn)在某些局域網(wǎng)交換機(jī)也實(shí)現(xiàn)了OSI參考模型的第三層協(xié)議，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)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(jī)又與電話交換機(jī)相似，除了提供存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)共享式網(wǎng)絡(luò)向交換式網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變，無(wú)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(shuō)來(lái)，交換技術(shù)具有這樣一些優(yōu)點(diǎn)：

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?yàn)樗哂锌缮炜s的交換結(jié)構(gòu)，可允許占用網(wǎng)絡(luò)的部分帶寬來(lái)建立一個(gè)端端的虛連接。

③交換技術(shù)由于實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的有效區(qū)段化，因而可以更好地對(duì)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的故障進(jìn)行檢測(cè)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(gè)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(diǎn)，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(wèn)題。首先，它可解決帶寬共享問(wèn)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(duì)帶寬的要求。另外，交換技術(shù)通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能。因?yàn)椋摂M網(wǎng)絡(luò)采用邏輯智能來(lái)構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)以取代實(shí)際的物理連接，它可以是一組在邏輯上相連的網(wǎng)段，對(duì)于那些通過(guò)不同的交換機(jī)連接在一起的不同網(wǎng)段，仍可認(rèn)為它們同屬某一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)。這樣，在不同的LAN網(wǎng)段的節(jié)點(diǎn)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(wèn)題，另外，僅需通過(guò)軟件管理工具便可對(duì)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(gè)非常重要的特點(diǎn)。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(jì)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(gè)重要方向。