交換
談到交換的問題 ， 從廣義上講 ， 任何數據的轉發(fā)都可以稱作交換 。當然 ， 現在我們指的是狹義上的交換 ， 僅包括數據鏈路層的轉發(fā) 。做網絡的人理解交換大多是從交換機開始的 ， 電路交換機在通信網中已經使用了幾十年了 ， 做幀交換的設備 ， 尤其是以太網交換機的大規(guī)模使用則是近幾年的事情 。
理解以太網交換機的作用還要從網橋的原理講起 。傳統以太網是共享型的 ， 假如網段上有四臺計算機A、B 、C和D ， 那么A與B通信的同時 ， C和D只能是被動的收聽 。假如將纜段分開（即微化） ， A、B在一段上 ， C、D在另一段上 ， 那么A和B通信的同時 ， C和D也可以通信 ， 這樣原有10M的帶寬從理論上講就變成20M了 。同時 ， 為了確保這兩個網段可以互相通信 ， 需要用橋將它們連接起來 ， 橋是有兩塊網卡的計算機 ， 如下圖所示：
在整個網絡剛剛啟動時 ， 橋對網絡的拓樸一無所知 。這時 ， 假設A發(fā)送數據給B ， 因為網絡是廣播式的 ， 所以橋也收到了 ， 但橋不知到B在自己的左邊還是右邊 ， 它就進行缺省的轉發(fā) ， 即在另外一塊網卡上發(fā)送這個信息 。雖然做了一次無用的轉發(fā) ， 但通過這個過程 ， 橋學習到數據的發(fā)送者A在自己的左邊 。當網絡上的每一臺計算機都發(fā)送過數據之后 ， 橋就是智能的了 ， 它了解每一臺計算機在哪一個網段上 。當A再發(fā)送數據給B時 ， 橋就不進行數據轉發(fā)了 ， 與此同時 ， C可以發(fā)送數據給D 。
從上面的例子可以看出 ， 橋可以減少網絡沖突發(fā)生的幾率 ， 這就是我們使用橋的主要目的 ， 稱作減小沖突域 。但橋并不能阻止廣播 ， 廣播信息的隔絕要靠三層的連接設備 ， 路由器 。
按照纜段微化的思想 ， 纜段越多 ， 可用帶寬就越高 。極限情況是每一臺計算機處在一個獨立的纜段上 ， 假如網絡上有十臺計算機 ， 就需要一個十端口的橋將它們連接起來 。但實現這樣一個橋不太現實 ， 軟件轉發(fā)的速度也跟不上 ， 于是有了交換機 ， 交換機就是將上述多端口的橋硬件或固件化 ， 以達到更低的成本和更高的性能 。;
交換機的一個重要的功能是避免交換循環(huán) ， 這就涉及到了STP（Spanning Tree Protocol ， 分支樹協議） 。分支樹協議的功能是避免數據幀在交換機構成的網絡中循環(huán)傳送 。如下圖所示 ， 假如網絡中有冗余鏈路的話 ， STP協議現選出根交換機（Route Bridge） ， 然后確定每一臺非根交換機到根交換機之間的路徑 ， 最后 ， 將此路徑上的所有鏈路置成轉發(fā)（Forward）狀態(tài) ， 其余的交換機之間的連接就是冗余鏈路 ， 置為阻塞（Block）狀態(tài) 。
交換機的另外一個重要功能是VLAN（Virtual LAN ， 虛擬局域網） 。VLAN的好處主要有三個：
【“交換”與“路由”的對比】端口的分隔 。即便在同一個交換機上 ， 處于不同VLAN的端口也是不能通信的 。這樣一個物理的交換機可以當作多個邏輯的交換機使用 。
網絡的安全 。不同VLAN不能直接通信 ， 杜絕了廣播信息的不安全性 。
靈活的治理 。更改用戶所屬的網絡不必換端口和聯線 ， 只該軟件配置就可以了 。
VLAN可以按端口或MAC地址來劃分 。
有時 ， 我們需要在交換機所構成的網絡上保持VLAN的配置的一致性 。這就需要交換機之間按照VTP（VLAN Trunk Protocol ， VLAN骨干協議）交流VLAN信息 。VTP協議只在骨干端口（Trunk Port） ， 即交換機之間的端口上運行 。
路由
路由器是網絡間的連接設備 ， 它重要工作之一是路徑選擇 。這個功能是路由器智能的核心 ， 它是由治理員的配置和一系列的路由算法實現的 。
推薦閱讀
- 修改子交換機級聯端口工作模式
- 西瓜“空秧”成因及對策
- 是軟交換還是IMS 移動核心網“變法”
- 果樹春季“藥浴”技巧
- 純光纖接口以太網交換機參考
- 對《評“評5300的5大敗筆”》的辯駁
- 對交換機進行故障診斷的五種技術
- 黑熊表演節(jié)目擴句黑熊表演節(jié)目怎么擴句
- 講解交換機配置之Telnet方式
- 核心交換機的TRUNK配置功能詳解