第4章交換型以太網

　　本章首先介紹以太網從共享型到交換型的變遷，并介紹交換型以太網的特點和以太網交換器的工作原理。然后比較詳細地介紹以太網交換器的結構、交換方式、分類和典型應用。

　　4.1概述

　　1.共享型以太網：

　　(1)由網卡、集線器/中繼器、媒體三部分組成。整個系統的帶寬只有10Mbps，處在一個沖突域范圍。

　　(2)假設某系統共有n=20個節點，那么每個節點的帶寬則為：10Mbps/20=0.5Mbps.

　　(3)共享型以太網存在的問題是：

　　受到CSMA/CD的約束，一個碰撞域的帶寬是固定的;

　　在一個碰撞域的系統中，每個節點的帶寬為：系統帶寬/n;(n為節點數)

　　在一個碰撞域的系統中，可以是一個工作組，也可是多個工作組;

　　在多個工作組的碰撞域中，每個工作組的數據流廣播到系統中所有的站，安全性不

　　好。

　　覆蓋范圍受到限制。

　　2.交換型以太網：

　　可解決共享型以太網的不足。

　　4.2交換型以太網系統的特點

　　4.2.1系統的特點

　　交換型以太網系統中的交換型集線器，也稱以太網交換器，以其為核心連接站點或者網段。

　　交換型以太網系統的優點

　　(1)每個端口可以連接網段，也可連接站點。每個端口獨享10Mbps的帶寬;

　　(2)系統的最大帶寬可達到端口帶寬的n倍;

　　(3)交換器連接了多個網段，網段上運作都是獨立的，被隔離的。但如果需要的話，獨立網段之

　　間通過其端口也可建立暫時的數據通道。

　　(4)被交換器隔離的獨立網段上數據信息流不會隨意廣播到其它端口上去。

　　4.2.2以太網交換器工作的邏輯機理

　　特點：

　　(1)交換器上可同時多個數據通道并存;

　　(2)端口間既隔離又連接;

　　(3)上圖中共有30個數據通道，如果采用雙工的方式，同時最多可通15個數據通道;

　　(4)從上圖可看到，各端口信息流是被隔離的，如果要連通，必須進行控制，方可交互。

　　4.3以太網交換器的結構

　　共有四種不同的結構：

　　1.軟件執行交換結構

　　2.矩陣交換結構

　　3.總線交換結構

　　4.共享存儲器交換結構

　　4.3.1軟件執行交換結構

　　4.3.2矩陣交換結構

　　特點

　　(1)地址表：地址——輸入/輸出端口

　　(2)利用硬件交換，結構緊湊，交換速度快，時延小;

　　(3)不易于簡單堆疊和集成。

　　(4)使用廣泛，如：ATM.

　　注意：

　　(1)當輸入端口與輸出端口相等時，不會發生阻塞;

　　(2)當輸入端口多于輸出端口時，就會發生阻塞;

　　(3)為避免幀的丟失，必須增加緩沖區。

　　4.3.3總線交換結構

　　總線交換結構的優點：

　　1.便于疊堆擴展;

　　2.容易監控和管理

　　3.容易實現幀的廣播;

　　4.容易實現多個輸入對一個輸出，即客戶機—服務器的方式。

　　4.3.4共享存儲器交換結構

　　特點：

　　(1)使用大量的高速RAM來輸入數據;

　　(2)輸入輸出會產生時延;

　　(3)交換器結構簡單;

　　(4)冗余結構比較復雜;

　　(5)適合小型交換器。

　　4.4以太網交換器的交換方式

　　4.4.1靜態交換與動態交換

　　1.靜態交換

　　端口間的通道連接是事先人工預定的。端口間并沒有實現網段的隔離。被稱為“端口交換機”。

　　2.動態交換

　　(1)是基于網橋工作機理的