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简述交换机的工作原理

时间:2018-02-03 19:07 来源:电工之家 手机版

简述交换机的工作原理
交换机和集线器在外型上非常相似,而且都遵循IEEE802.3及其扩展标准,介质存取方式也均为CSMA/CD,但是它们之间在工作原理上还是有着根本的区别。简单地说,由交换机构建的网络称之为交换式网络。

每个端口都能独享带宽,所有端口都能够同时进行通讯,并且能够在全双工模式下提供双倍的传输速率。而集线器构建的网络称之为共享式网络,在同一时刻只能有两个端口(接收数据的端口和发送数据的端口)进行通讯,所有的端口分享固有的带宽。下面简单以图示方式介绍如下。

要明白交换机的优点我们首先就必须明白交换机的基本工作原理,而交换机的工作原理其实最根本的是要理解“共享”(Share)和“交换”(Switch)这两个概念。集线器是采用共享方式进行数据传输的。

而我们在这里要讲的交换机技术工作原理则是采用“交换”方式进行数据传输的。我们可以把“共享”和“交换”理解成公路。“共享”方式就是来回车辆共用一个车道的单车道公路,而“交换”方式则是来回车辆各用一个车道的双车道公路,“共享”和“交换”这两种数据传输方式的示意图分别如图1左、右图所示。

从我们平常生活中就可感觉到这两种方式的不同之处,明显可以感受到双车道的交换方式的优越性。因为双车道来回的车辆可以在不同的车道上单独行走,一般来说如果不出现意外的外是不可能出现大塞车现象(当然也有可能,那就车辆太多,速度太慢情况下)。

而单车道就象我们过单车道的桥一样,来回的车辆每次只能允许一个方向的车辆经过这个桥,这样就很容易出现塞车现象。交换机进行数据交换的原理就是在这样的背景下产生,它解决了集线器那种共享单车道容易出现“塞车”现象。

在交换机技术上把这种“独享”道宽(网络上称之为“带宽”)情况称之为“交换”,这种网络环境称为“交换式网络”,交换式网络必须采用交换机(Switch)来实现。从图1右图可以知道交换式网络可以是“全双工”(FullDuplex)状态。

即可以同时接收和发送数据,数据流是双向的。而集线器的“共享”方式的网络就称之为“共享式网络”,共享式网络采用集线器(集线器)作为网络连接设备。显然,共享网络的效率非常低,在任一时刻只能有一个方向的数据流,即处于“半双工”(HalfDuplex)模式,也称为“单工”模式