交換機的用途有哪些？與集線(xiàn)器比較有哪些優(yōu)勢？
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交換機的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò )拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網(wǎng)）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。接下來(lái)就由
飛暢科技的小編帶大家詳細了解下交換機的用途有哪些吧！
學(xué)習：
以太網(wǎng)交換機了解每一端口相連設備的MAC地址，并將地址同相應的端口映射起來(lái)存放在交換機緩存中的MAC地址表中。
轉發(fā)/過(guò)濾：當一個(gè)數據幀的目的地址在MAC地址表中有映射時(shí)，它被轉發(fā)到連接目的節點(diǎn)的端口而不是所有端口（如該數據幀為廣播/組播幀則轉發(fā)至所有端口）。
消除回路：當交換機包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以太網(wǎng)交換機通過(guò)生成樹(shù)協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)允許存在后備路徑。
交換機除了能夠連接同種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )之外，還可以在不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )（如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)）之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡(luò )中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。
一般來(lái)說(shuō)，交換機的每個(gè)端口都用來(lái)連接一個(gè)獨立的網(wǎng)段，但是有時(shí)為了提供更快的接入速度，我們可以把一些重要的網(wǎng)絡(luò )計算機直接連接到交換機的端口上。這樣，網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵服務(wù)器和重要用戶(hù)就擁有更快的接入速度，支持更大的信息流量。
最后簡(jiǎn)略的概括一下交換機的基本功能：
1． 像集線(xiàn)器一樣，交換機提供了大量可供線(xiàn)纜連接的端口，這樣可以采用星型拓撲布線(xiàn)。
2． 像中繼器、集線(xiàn)器和網(wǎng)橋那樣，當它轉發(fā)幀時(shí)，交換機會(huì )重新產(chǎn)生一個(gè)不失真的方形電信號。
3． 像網(wǎng)橋那樣，交換機在每個(gè)端口上都使用相同的轉發(fā)或過(guò)濾邏輯。
4． 像網(wǎng)橋那樣，交換機將局域網(wǎng)分為多個(gè)沖突域，每個(gè)沖突域都是有獨立的寬帶，因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。
5． 除了具有網(wǎng)橋、集線(xiàn)器和中繼器的功能以外，交換機還提供了更先進(jìn)的功能，如虛擬局域網(wǎng)（VLAN）和更高的性能。
傳統
交換機從網(wǎng)橋發(fā)展而來(lái)，屬于OSI第二層即數據鏈路層設備。它根據MAC地址尋址，通過(guò)站表選擇路由，站表的建立和維護由交換機自動(dòng)進(jìn)行。路由器屬于OSI第三層即網(wǎng)絡(luò )層設備，它根據IP地址進(jìn)行尋址，通過(guò)路由表路由協(xié)議產(chǎn)生。交換機最大的好處是快速，由于交換機只須識別幀中MAC地址，直接根據MAC地址產(chǎn)生選擇轉發(fā)端口算法簡(jiǎn)單，便于A(yíng)SIC實(shí)現，因此轉發(fā)速度極高。但交換機的工作機制也帶來(lái)一些問(wèn)題。
1．回路：根據交換機地址學(xué)習和站表建立算法，交換機之間不允許存在回路。一旦存在回路，必須啟動(dòng)生成樹(shù)算法，阻塞掉產(chǎn)生回路的端口。而路由器的路由協(xié)議沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，路由器之間可以有多條通路來(lái)平衡負載，提高可靠性。
2．負載集中：交換機之間只能有一條通路，使得信息集中在一條通信鏈路上，不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，以平衡負載。而路由器的路由協(xié)議算法可以避免這一點(diǎn)，OSPF路由協(xié)議算法不但能產(chǎn)生多條路由，而且能為不同的網(wǎng)絡(luò )應用選擇各自不同的最佳路由。
3．廣播控制：交換機只能縮小沖突域，而不能縮小廣播域。整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò )就是一個(gè)大的廣播域，廣播報文散到整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò )。而路由器可以隔離廣播域，廣播報文不能通過(guò)路由器繼續進(jìn)行廣播。
4．子網(wǎng)劃分：交換機只能識別MAC地址。MAC地址是物理地址，而且采用平坦的地址結構，因此不能根據MAC地址來(lái)劃分子網(wǎng)。而路由器識別IP地址，IP地址由網(wǎng)絡(luò )管理員分配，是邏輯地址且IP地址具有層次結構，被劃分成網(wǎng)絡(luò )號和主機號，可以非常方便地用于劃分子網(wǎng)，路由器的主要功能就是用于連接不同的網(wǎng)絡(luò )。
5．保密問(wèn)題：雖說(shuō)交換機也可以根據幀的源MAC地址、目的MAC地址和其他幀中內容對幀實(shí)施過(guò)濾，但路由器根據報文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等內容對報文實(shí)施過(guò)濾，更加直觀(guān)方便。
人工交換
電信號交換的歷史應當追溯到電話(huà)出現的初期。當電話(huà)被發(fā)明后，只需要一根足夠長(cháng)的導線(xiàn)，加上末端的兩臺電話(huà)，就可以使相距很遠的兩個(gè)人進(jìn)行語(yǔ)音交談。 [3]
電話(huà)增多后，要使每個(gè)擁有電話(huà)的人都能相互通信，我們不可能每?jì)膳_電話(huà)機之間都拉上一根線(xiàn)。于是人們設立了電話(huà)局，每個(gè)電話(huà)用戶(hù)都接一根線(xiàn)到電話(huà)局的一個(gè)大電路板上。當A希望和B通話(huà)時(shí)，就請求電話(huà)局的接線(xiàn)員接通B的電話(huà)。接線(xiàn)員用一根導線(xiàn)，一頭插在A(yíng)接到電路板上的孔，另一頭插到B的孔，這就是“接續”，相當于臨時(shí)給A和B拉了一條電話(huà)線(xiàn)，這時(shí)雙方就可以通話(huà)了。當通話(huà)完畢后，接線(xiàn)員將電線(xiàn)拆下，這就是“拆線(xiàn)”。整個(gè)過(guò)程就是“人工交換”，它實(shí)際上就是一個(gè)“合上開(kāi)關(guān)”和“斷開(kāi)開(kāi)關(guān)”的過(guò)程。因此，把“交換”譯為“開(kāi)關(guān)”從技術(shù)上講更容易讓人理解。
電路程控
人工交換的效率太低，不能滿(mǎn)足大規模部署電話(huà)的需要。隨著(zhù)半導體技術(shù)的發(fā)展和開(kāi)關(guān)電路技術(shù)的成熟，人們發(fā)現可以利用電子技術(shù)替代人工交換。電話(huà)終端用戶(hù)只要向電子設備發(fā)送一串電信號，電子設備就可以根據預先設定的程序，將請求方和被請求方的電路接通，并且獨占此電路，不會(huì )與第三方共享（當然，由于設計缺陷的緣故，可能會(huì )出現多人共享電路的情況，也就是俗稱(chēng)的“串線(xiàn)”）。這種交換方式被稱(chēng)為“程控交換”。而這種設備也就是“程控交換機”。 由于程控交換的技術(shù)長(cháng)期被發(fā)達國家壟斷，設備昂貴，我國的電話(huà)普及率一直不高。隨著(zhù)當年華為、中興通訊等企業(yè)陸續自主研制出程控交換機，電話(huà)在我國得到迅速地普及。
語(yǔ)音程控交換機普遍使用的通信協(xié)議為七號信令（Signalling System No.7）
與集線(xiàn)器比較
1．從OSI體系結構來(lái)看，集線(xiàn)器屬于第一層物理層設備，而交換機屬于OSI的第二層數據鏈路層設備。也就是說(shuō)集線(xiàn)器只是對數據的傳輸起到同步、放大和整形的作用，對于數據傳輸中的短幀、碎片等無(wú)法進(jìn)行有效的處理，不能保證數據傳輸的完整性和正確性；而交換機不但可以對數據的傳輸做到同步、放大和整形，而且可以過(guò)濾短幀、碎片等。
2．從工作方式看，集線(xiàn)器是一種廣播模式，也就是說(shuō)集線(xiàn)器的某個(gè)端口工作的時(shí)候，其它所有端口都能夠收聽(tīng)到信息，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，當網(wǎng)絡(luò )較大時(shí)網(wǎng)絡(luò )性能會(huì )受到很大影響；而交換機就能夠避免這種現象，當交換機工作的時(shí)候，只有發(fā)出請求的端口與目的端口之間相互響應而不影響其它端口，因此交換機就能夠隔離沖突域并有效地抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。
3．從帶寬來(lái)看，集線(xiàn)器不管有多少個(gè)端口，所有端口都共享一條帶寬，在同一時(shí)刻只能有兩個(gè)端口傳送數據，其它端口只能等待，同時(shí)集線(xiàn)器只能工作。在半雙工模式下；而對于交換機而言，每個(gè)端口都有一條獨占的帶寬，當兩個(gè)端口工作時(shí)不影響其它端口的工作，同時(shí)交換機不但可以工作，在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。
好了，以上內容就是飛暢科技關(guān)于交換機用途的相關(guān)詳解，希望能對你有所幫助！飛暢科技20年專(zhuān)業(yè)從事
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