以太網(wǎng)交換基礎知識:靜態(tài)交換和動態(tài)交換介紹
加入技術交流群
靜態(tài)以太網(wǎng)交換
靜態(tài)以太網(wǎng)交換是為網(wǎng)絡管理者通過軟件來完成網(wǎng)絡配置的增加、移動及改變而設計的。靜態(tài)以太網(wǎng)交換工作與傳統(tǒng)的共享式網(wǎng)絡環(huán)境。所以稱為“靜態(tài)”是由于需要網(wǎng)絡管理員的人工干預，既每次網(wǎng)絡節(jié)點的移動和增加，網(wǎng)絡管理員必須通過網(wǎng)絡管理軟件進行操作。一旦一次靜態(tài)交換操作完成，用戶或工作站將被移到一個新的共享網(wǎng)段，并且一直呆在那里直到另一次新的操作。
靜態(tài)交換允許網(wǎng)絡管理員在一個HUB內(nèi)將用戶容易地從一個共享局域網(wǎng)總線移到另外一個共享局域網(wǎng)總線。如圖1所示，集線器的以太網(wǎng)總線1是由工程部8臺工作站共享的以太網(wǎng)網(wǎng)段。而以太網(wǎng)總線4是由市場部的工作站所共享（這些工作站在圖中未標注）的網(wǎng)段，以上兩個網(wǎng)段都是傳統(tǒng)的共享局域網(wǎng)。當工程部某位工程師調(diào)至市場部，希望將其工作站連至市場部局域網(wǎng)段（以太網(wǎng)總線4）時，該如何操作？對靜態(tài)以太網(wǎng)交換，網(wǎng)絡管理員只需通過網(wǎng)絡管理工作站的集線器圖形界面，用鼠標將調(diào)離的工程師工作站所對應的端口從總線1拉至總線4即可。
這種改變只需幾秒鐘的時間。而傳統(tǒng)的方法，則需網(wǎng)絡管理員通過查線、撥號、重新布線等一系列的工作才能完成。顯然，在網(wǎng)絡結構需經(jīng)常改變的場合，靜態(tài)交換以太網(wǎng)極為適宜。靜態(tài)交換不能改變帶寬(性能), 用戶唯一可以提高網(wǎng)絡性能的方法是將工作站從擁擠的網(wǎng)段移到空閑的網(wǎng)段.只有動態(tài)以太網(wǎng)交換才可以增加標準以太網(wǎng)的帶寬(性能)。
動態(tài)以太網(wǎng)交換
動態(tài)以太網(wǎng)交換最初設計思路來源于電話網(wǎng), 即在一個系統(tǒng)內(nèi)同時按需存在許多點-點會話.動態(tài)以太網(wǎng)交換可以在不改變標準以太網(wǎng)節(jié)點設備的同時( 即工作站和服務器采用標準的以太網(wǎng)卡,驅(qū)動程序,電纜和應用程序),極大地提高網(wǎng)絡的帶寬. 其工作過程如下:交換機檢查來自PC的數(shù)據(jù)包; 交換機識別該數(shù)據(jù)包的源地址和目的地址;交換機動態(tài)打開一專用的10Mbps鏈路,將包由源地址端口傳送至目的地址端口.
以圖2為例,動態(tài)交換檢查由A工作站發(fā)往B工作站的數(shù)據(jù)包,在A與B 之間動態(tài)建立一專用的10Mbps鏈路.顯然,不象傳統(tǒng)的共享以太網(wǎng), 數(shù)據(jù)包不是發(fā)往網(wǎng)絡上的所有工作站,而是對每一數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生專用的10Mbps鏈路.而連接到動態(tài)交換上的工作站及服務器仍使用標準的以太網(wǎng)卡,驅(qū)動程序,電纜及應用程序.
在動態(tài)交換的內(nèi)部,標準以太網(wǎng)的沖突式網(wǎng)絡存取機制(CSMA/CD)不再存在, 與以太網(wǎng)相依存的沖突顯著變小或不復存在, 每一用戶昀可獨立享受局域網(wǎng)的全部帶寬(以太網(wǎng)10Mbps),所有的數(shù)據(jù)包都通過專用的點對點10Mbps鏈路進行交換,因此以太網(wǎng)交換為諸如客戶機/服務器應用,分布式數(shù)據(jù)庫,圖像處理,CAD,甚至多媒體等數(shù)據(jù)密集型網(wǎng)絡應用提供了足夠的帶寬.因為數(shù)據(jù)不昌傳送到所有的端口,網(wǎng)絡也難以被竊聽,所以動態(tài)交換環(huán)境比共享式以太網(wǎng)更加安全.
動態(tài)交換同時檢查所有數(shù)據(jù)包,同時開辟許多的10Mbps 專用鏈路以完成并行的數(shù)據(jù)通信.這樣在任何時間內(nèi)可以存在許多專用的源-目的以太網(wǎng). 動態(tài)交換以太網(wǎng)的這種并行的,點對點特性與電話網(wǎng)相似,同時也與FTM相近.一旦一個獨立的端口通信完成,動態(tài)交換釋放此鏈路.因此,動態(tài)交換的帶寬流量是按需的,這種按需帶寬特性是ATM網(wǎng)的另一特性.但因動態(tài)以太網(wǎng)交換是建立在標準以太網(wǎng)基礎上( 標準接口卡,驅(qū)動,電纜和應用) , 用戶可以保留其在原有以太網(wǎng)上的投資和基礎上, 獲得像ATM一樣的專用帶寬及安全保密性.
以太網(wǎng)交換技術分類
上面已討論了動態(tài)交換和靜態(tài)交換在功能和應用上的基本差異, 下面將著重討論每種交換技術的兩種實現(xiàn)方式: 對靜態(tài)交換而言,模塊交換和端口交換差別很小,它們可應用于相同的場合, 而對動態(tài)交換,段交換與端口交換的應用明顯不同。
1.動態(tài)端口交
動態(tài)端口交換的功能已在前面講述過,每一端口聯(lián)接到單一的工作站或服務器. 因為每一端口可被按需賦予一個獨立的 10Mbps專用以太網(wǎng)鏈路,這樣可以賦予每一工作站或服務器更高的網(wǎng)絡帶寬。
2.動態(tài)段交換
動態(tài)段交換與動態(tài)端口交換的功能相似,通過交換結構,按需提供專用的端口間10Mbps專用鏈路.每一動態(tài)段交換端口可以連接一個網(wǎng)段(即傳統(tǒng)的共享以太網(wǎng)),而不只是一個工作站或服務.動態(tài)段交換通過對大量MAC地址的識別來完成此功能。用端口連結整個網(wǎng)段,可以使動態(tài)段交換取代現(xiàn)今分段網(wǎng)絡中的路由器及網(wǎng)橋。
如果網(wǎng)段A的用戶在網(wǎng)段內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)包, 交換識別數(shù)據(jù)為本網(wǎng)段數(shù)據(jù)包而不允許這些數(shù)據(jù)包進入其它網(wǎng)段.但是如果網(wǎng)絡段A的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)包到網(wǎng)絡段B,則交換機識別那些傳送至網(wǎng)段B的數(shù)據(jù)包,分配一專用的10Mbps鏈路，發(fā)送數(shù)據(jù)包到網(wǎng)段B的目的用戶.網(wǎng)絡分段,即將一個大的擁擠的網(wǎng)絡分成一系列的小型網(wǎng)絡,每一網(wǎng)絡具有小的用戶和小的流量。以前網(wǎng)絡分段一般是通過網(wǎng)橋和路由器來實現(xiàn)的, 而采用動態(tài)段交換對網(wǎng)絡分段比用網(wǎng)橋和路由器更優(yōu)越,理由如下:
(1)價低.
(2)易管理,而路由器需要QSI協(xié)議中網(wǎng)絡層的復雜網(wǎng)絡管理.
(3)更快速,因為交換只檢測其數(shù)據(jù)包頭中的源及目的地址, 而網(wǎng)橋及路由器則需檢測整個包,這樣交換所產(chǎn)生的時延比網(wǎng)橋及路由器小得多。
3.靜態(tài)端口交換
靜態(tài)端口交換允許網(wǎng)絡管理員通過軟件將用戶工作站從一條共享以太網(wǎng)總線移到另一條，靈活地對網(wǎng)絡進行增加,減少所需的交換模塊訂貨量.例如,在網(wǎng)絡上增加8個用戶,他們工作于4個不同的部門,在4條不同的以太網(wǎng)總線上。所有這些用戶可以采用一塊單一的端口交換模塊來實現(xiàn).與此相比,以前則需購4 塊新的模塊并連到不同的總線,但每個新的模塊的大部分端口是未用的,造成低效及浪費。
4.靜態(tài)模塊交換
靜態(tài)模塊交換也是由軟件來實現(xiàn)網(wǎng)絡的增加,移動和改變.與靜態(tài)端口交換不同的是,靜態(tài)模塊交換是將整個模塊(包括模塊上的所有端口) 從一條共享總線移至另一條共享總線。
編輯：博子
評論