工業(yè)交換機定義：

交換機英文名稱為Switch，也稱為交換式集線器，交換機是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺的“基石”，又稱網(wǎng)絡(luò)開關(guān)它是一種基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件標(biāo)志)識別，能夠在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。其工作原理可以簡單地描述為“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”四個字。因為交換機支持“全雙工”模式，所以B在接收A發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，還可以向A或其他的計算機發(fā)送數(shù)據(jù)。如果在MAC地址中沒有B的地址信息，那么交換機可以通過“MAC地址學(xué)習(xí)”功能將連接到自身的B計算機MAC地址記住，形成一個節(jié)點與MAC地址的對應(yīng)表。

交換機的類型

交換機類型的了解是交換機的基本知識，必須掌握。

交換機有多種分類方式：

從網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分交換機可以分為以下兩類：廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機

   根據(jù)傳輸介質(zhì)和傳輸速度分：以太網(wǎng)交換機、快速以太網(wǎng)交換機、千兆以太網(wǎng)交換機、10千兆以太網(wǎng)交換機、ATM交換機、FDDI交換機和令牌環(huán)交換機。

   根據(jù)交換機端口結(jié)構(gòu)劃分固定端口的交換機和模塊化交換機。

  根據(jù)工作協(xié)議層劃分第二層交換機、第三層交換機和第四層交換機

   根據(jù)是否支持網(wǎng)管功能劃分網(wǎng)管型交換機和非網(wǎng)管理型交換機

交換機的應(yīng)用

作為局域網(wǎng)的主要連接設(shè)備，交換機成為應(yīng)用普及快的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一。隨著交換技術(shù)的不斷發(fā)展，交換機的價格急劇下降，交換機的普及度進(jìn)一步增加。

如果你的以太網(wǎng)絡(luò)上擁有大量的用戶、繁忙的應(yīng)用程序和各式各樣的服務(wù)器，而且你還未對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)做出任何調(diào)整，那么整個網(wǎng)絡(luò)的性能可能會非常低。解決方法之一是在以太網(wǎng)上添加一個100Mbps/1000Mbps的交換機。

如果網(wǎng)絡(luò)的利用率超過了40％，并且碰撞率大于10％，交換機可以幫你解決一點問題。帶有100Mbps快速以太網(wǎng)的交換機可以全雙工方式運行，可以建立起的200Mbps連接。

不僅不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下交換機的作用各不相同，在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下添加新的交換機和增加現(xiàn)有交換機的交換端口對網(wǎng)絡(luò)的影響也不盡相同。充分了解和掌握網(wǎng)絡(luò)的流量模式是能否發(fā)揮交換機作用的一個非常重要的因素。因為使用交換機的目的就是盡可能的減少和過濾網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量，所以如果網(wǎng)絡(luò)中的某臺交換機由于安裝位置設(shè)置不當(dāng)，幾乎需要轉(zhuǎn)發(fā)接收到的所有數(shù)據(jù)包的話，交換機就無法發(fā)揮其優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的作用，反而降低了數(shù)據(jù)的傳輸速度，增加了網(wǎng)絡(luò)延遲。

除安裝位置之外，如果在那些負(fù)載較小，信息量較低的網(wǎng)絡(luò)中也盲目添加交換機的話，同樣也可能起到負(fù)面影響。受數(shù)據(jù)包的處理時間、交換機的緩沖區(qū)大小以及需要重新生成新數(shù)據(jù)包等因素的影響，在這種情況下使用簡單的HUB要比交換機更為理想。因此，我們不能一概認(rèn)為交換機就比HUB有優(yōu)勢，尤其當(dāng)用戶的網(wǎng)絡(luò)并不擁擠，尚有很大的可利用空間時，使用HUB更能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有資源。

交換機的交換方式

交換機有3種交換方式：

1． 直通式（Cut Through）

它在輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包時，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，啟動內(nèi)部的動態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口，實現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲，延遲非常小、交換非?？欤@是它的優(yōu)點。它的缺點是，因為數(shù)據(jù)包內(nèi)容并沒有被以太網(wǎng)交換機保存下來，所以無法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤，不能提供錯誤檢測能力。由于沒有緩存，不能將具有不同速率的輸入/輸出端口直接接通，而且容易丟包。

2．存儲轉(zhuǎn)發(fā)（Store ＆ Forward）

存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式是計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用為廣泛的方式。它把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲起來，然后進(jìn)行CRC（循環(huán)冗余碼校驗）檢查，在對錯誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址，通過查找表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出包。正因如此，交換機存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時延時大，這是它的不足，但是它可以對進(jìn)入交換機的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯誤檢測，有效地改善網(wǎng)絡(luò)性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口間的轉(zhuǎn)換，保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作。

3．碎片隔離（Fragment Free）

這是介于前兩者之間的一種解決方案。交換機檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64個字節(jié)，如果小于64字節(jié)，說明是假包，則丟棄該包；如果大于64字節(jié)，則發(fā)送該包。這種方式也不提供數(shù)據(jù)校驗。它的數(shù)據(jù)處理速度比存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式快，但比直通式慢。