网络交换机（Switch）的功能和应用

近年来，随着连接设备硬件技术的提高，已经很难再把集线器、交换机、路由器和网桥相互之间的界限划分得很清楚了。交换机这种设备可以把一个网络从逻辑上划分成几个较小的段。与OSI模型第一层的集线器的定义不同，交换机属于OSI模型的数据链路层（第二层），并且，它能够解析出MAC地址信息。从这个意义上讲，交换机与网桥相似。但事实上，它相当于多个网桥。图5-12示出了一种网络交换机。

图5-12　网络交换机

交换机的所有端口都共享同一指定的带宽。事实证明了这种方式确实比网桥的性价比要高一些。交换机的每一个端口都扮演一个网桥的角色，而且每一个连接到交换机上的设备都可以享有自己的专用信道。换言之，交换机可以把每一个共享信道分成几个信道。

从以太网的观点来看，每一个专用信道都代表了一个冲突检测域。冲突检测域是一种从逻辑或物理意义上划分的以太网网段。在一个段内，所有的设备都要检测和处理数据传输冲突。由于交换机对一个冲突检测域所能容纳的设备数量有限制，因而这种潜在的冲突也就有限。

最初的交换机是用来替代集线器并解决局域网的传输拥塞问题的。尽管有人认为此并非是最好的解决方案，但在容易产生拥塞的段使用交换机也不失为一种较好的临时解决方案。所以，近来交换机常常被网络管理员用来替换主干网上的路由器。(www.xing528.com)

在主干网上使用交换机至少有两种好处。首先，由于交换机使各台设备的数据传输相互独立，所以使用交换机通常是比较安全的。其次，交换机为每台（潜在的）设备都提供了独立的信道。这样做的结果是，在传输大量数据和对时间延迟要求比较严格的信号时，如视频会议，能够全面发挥网络的能力。

当然，交换机有其自身的缺点：①尽管它带有缓冲区来缓存输入数据并容纳突发信息，但连续大量的数据传输还是会使它不堪重负的，在这种情况下，数据丢失在所难免；②在一个许多节点都共享同一数据信道的环境中，还会增加设备冲突；③在一个全部采用交换方式的网络中，每一个节点都使用交换机的一个端口，因而就占用一个专用数据信道，这就使得交换机不能提供空闲信道来检测冲突；④尽管一些高层协议，如TCP/IP，能够及时检测出数据丢失并作出响应，但其他的一些协议，如UDP，却不能做到这一点，在传输这种协议的数据包时，发生的冲突次数将会累加，并且最终达到一个极限后，导致数据传输被挂起。基于这个原因，设计网络时，应该仔细考虑交换机的连接位置是否与主干网的容量和信息传输模式相匹配。

交换机可以分成不同的几类。其中较广泛使用的一种是局域网交换机，适用于局域网。尽管以太网交换机比较常见，但局域网交换机还是可以设计成适合于以太网或令牌环网两种类型。局域网交换机还因它所采用的交换方式而异，有快捷模式和存储转发模式。交换机有时也用于广域网，还可以用来连接服务器。