網絡設備

交換機(Switch)是一種基於MAC(網卡的硬件地址)識別,能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。交換機可以“學習”MAC地址,並把其存放在內部地址表中,通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑,使數據幀直接由源地址到達目的地址。
·集線器(HUB)是計算機網絡中連接多個計算機或其他設備的連接設備,是對網絡進行集中管理的最小單元。英文Hub就是中心的意思,像樹的主幹一樣,它是各分支的匯集點。HUB是一個共享設備,主要提供信號放大和中轉的功能,它把一個端口接收的所有信號向所有端口分發出去。

打個比方一個8口hub, 當端口1上的機器要給端口8上的機器發數據,那這個數據是這樣跑的:首先她在端口1上偵聽hub上有沒有數據在傳輸,如果沒有,端口1就跳出來向hub上喊:“我有數據包要給端口8,請端口8聽到後回話” 這個數據被以廣播的方式發送到hub上的其餘7個口上,每端口都會接到這樣的數據包,然後端口2---端口7會發一則消息給斷口1:“我不是端口8,請你快tmd釋放帶寬資源” 與此同時端口8會發消息給斷口1:“我是端口8,你在找我嗎?”端口1收到上述消息後,會和端口8進行確認,然後他們建立傳輸鏈接,完成數據轉發。等如果端口1在發送尋找斷口8的消息後,沒有得到相應,那她還會接着發這個消息,直到收到端口8的回答。等端口1和端口8完整數據轉發後,假設他們還要進行通訊,那麼hub上還會重複以上的過程。由此可見hub的通信方式點點碰撞,一個數據,需要送達所有的端口,這不但增加了數據轉發的時間,更要命的是hub往往會給網絡帶來可怕的廣播風暴。 而相同的工作再交換機就不用這麼麻煩,假設端口1和端口8從沒有通信過,那麼開始的時候,他們的工作和hub一樣,端口1要在交換機上找端口8,一旦端口8返回確認信息,那再端口1上就會生成1個和端口8的地址對應表,這個表裏面有所有和端口1通過信的端口,一旦有了這地址對應表,那在以後端口1要和端口8通訊,就不用這麼麻煩,可以直接送達,而且其他的斷口也不會知道他們直接正在轉發數據,這樣不當加快了數據轉發時間,而且避免了可怕的廣播風暴。

網橋(Bridge)也稱爲橋接器,是連接兩個局域網的存儲轉發設備,用它可以使完全具有相同或相似體系結構網絡系統的連接,這樣不但能擴展網絡的距離或範圍,而且可提高網絡的性能、可靠性和安全性。網橋工作在數據鏈路層,將兩個LAN連起來,根據MAC地址來轉發幀,可以看作一個“低層的路由器”(路由器工作在網絡層,根據網絡地址如IP地址進行轉發)。

交換機是主導網絡系統的集線設備,大部分交換機是在OSI參考模型的數據鏈路層(第二層)操作。 

如果把集線器看成一條內置的以太網總線,交換機就可以看做由多條總線構成交換矩陣的互聯繫統。每一個交換機端口對應着一條高出一個數量級的背板帶寬總線(Core Bus),背板總線與一個交換引擎(Switch Engining)相連接。不同端口間的數據包經背板總線進入交換引擎,通過存儲轉發、直通轉發和準直通轉發模式進行交換。

網橋與交換機的發展與演變 

20世紀80年代中期,第一個局域網LAN網橋進入市場。網橋初期主要用於局域網LAN分段、傳輸距離延伸和增加應用設備,並使局域網突破共享網絡帶寬的限制。爲了能夠使局域網LAN滿足當時的應用需求,需要擴展局域網系統。同時,爲了使網絡系統運行更可靠,把一個局域網系統劃分爲若干個獨立的物理網段。實現物理網段之間的連接和擴展局域網系統的需求導致了網橋的發展。可以說,在當時,網橋獲得了成功的運用。 

隨着微電子ASIC、處理器和存儲技術的飛速發展,網橋的芯片技術越來越先進,網橋技術與產品得到了不斷髮展與升級。網絡系統設計要求高性能網橋具有多個端口的應用需求提到議事日程。需求與微電子技術的同步發展,進入20世紀90年代以後,8、12、16、24的多端口的網橋的設計與製造成爲可能。

值得注意的是,網橋與交換機的區別在與市場,而不在與技術。交換機對網絡進行分段的方式與網橋相同,交換機就是一個多端口的網橋。確切地說,高端口密度的網橋就稱爲局域網交換機。 

交換機與網橋的真正區別主要在與現代的交換機與舊式網橋的區別上。 

交換機與網橋的區別 

局域網交換機的基本功能與網橋一樣,具有幀轉發、幀過濾和生成樹算法功能。但是,交換機與網橋相比還是存在以下不同: 

1、交換機工作時,實際上允許許多組端口間的通道同時工作。所以,交換機的功能體現出不僅僅是一個網橋的功能,而是多個網橋功能的集合。即網橋一般分有兩個端口,而交換機具有高密度的端口。 

2、分段能力的區別 

由於交換機能夠支持多個端口,因此可以把網絡系統劃分成爲更多的物理網段,這樣使得整個網絡系統具有更高的帶寬。而網橋僅僅支持兩個端口,所以,網橋劃分的物理網段是相當有限的。 

3、傳輸速率的區別 

交換機與網橋數據信息的傳輸速率相比,交換機要快於網橋。 

4、數據幀轉發方式的區別 

網橋在發送數據幀前,通常要接收到完整的數據幀並執行幀檢測序列FCS後,纔開始轉發該數據幀。交換機具有存儲轉發和直接轉發兩種幀轉發方式。直接轉發方式在發送數據以前,不需要在接收完整個數據幀和經過32bit循環冗餘校驗碼CRC的計算檢查後的等待時間。


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