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网络交换机的工作原理

网络交换机的工作原理

网络交换机的概念和原理

The Concepts and Principles of Network Switch

交换是指在通信的两端传输信息的要求,使用人工或设备自动完成要传输的信息到符合要求的相应路由的一种技术。广义的网络交换机是在通信系统中执行信息交换功能的设备。

在计算机网络系统中,提出了交换概念,以改善共享工作模式。我们之前介绍的集线器是一个共享设备。集线器本身无法识别目标地址。当同一局域网中的一台主机向B主机传输数据时,数据包在基于集线器的网络上以广播方式传输。每个终端通过验证数据包报头的地址信息来确定是否接收它。也就是说,在这种工作模式下,一次只能在网络上传输一组数据帧。如果发生碰撞,则必须重试。这种方式是共享网络带宽。

网络交换机具有非常高的带宽后总线和内部交换矩阵。网络交换机的所有端口都连接到此后总线。控制电路接收到数据包后,处理端口将在存储器中查找地址对照表,以确定目的MAC网卡的NIC网卡连接到哪个端口。数据包通过内部交换矩阵快速传输到目的端口。如果目标MAC不存在,则将其广播到所有端口。从端口接收到响应后,网络交换机将 “学习” 新地址,并将其添加到内部MAC地址表中。使用网络交换机也可以 “分段” 网络。通过比较MAC地址表,网络交换机只允许必要的网络流量通过网络交换机。交换机的过滤和转发可以有效隔离广播风暴,减少错误包和错误包的发生,避免共享冲突。

网络交换机可以同时在多个端口对之间进行数据传输。每个端口都可以被视为一个独立的网段,与其相连的网络设备可以单独享受全带宽,而无需与其他设备竞争。当节点A向节点D发送数据时,节点B可以同时向节点C发送数据,两种传输都享有网络的全带宽,并有自己的虚拟连接。如果此处使用10mbps以太网交换机,则此时交换机的总流量等于2X10Mbps = 20Mbps,并且当使用10mbps共享集线器时,集线器的总流量不会超过10Mbps。

网络交换机的应用

How Does the Network Switch Work

作为局域网的主要连接设备,以太网交换机已成为最受欢迎的网络设备之一。随着交换技术的不断发展,以太网交换机的价格急剧下降,切换到台式机是大势所趋。

如果您的以太网网络有大量用户、繁忙的应用程序和各种服务器,并且您没有对网络结构进行任何调整,整个网络的性能可能很低。一种解决方案是在以太网中添加10 / 100Mbps交换机,该交换机不仅可以处理10Mbps常规以太网数据流,还可以支持100Mbps快速以太网连接。
如果网络利用率超过40%,碰撞率大于10%,网络交换机可以帮助您解决一点问题。具有100Mbps快速以太网和10Mbps以太网端口的以太网交换机可以在全双工模式下运行,并且可以建立专用的20Mbps到200Mbps的连接。

网络交换机不仅在不同的网络环境下的作用不同,在同一网络环境下向网络添加新的网络交换机和增加现有网络交换机端口的效果也不同。充分了解和掌握网络的流量模式是能否发挥网络交换机作用的一个非常重要的因素。因为使用网络交换机的目的是尽可能减少和过滤网络中的数据流量,如果网络中的网络交换机安装不当,并且需要转发几乎所有接收到的数据包,则网络交换机无法优化其网络。性能的影响降低了数据传输速度并增加了网络延迟。

除了安装位置外,如果在负载较少,信息较少的网络中盲目添加网络交换机,也可能会产生负面影响。受数据包的处理时间,交换机的缓冲区大小以及重新生成新数据包的需要等因素的影响,在这种情况下使用简单的集线器比网络交换机更理想。因此,我们不能假设网络交换机比集线器有优势,特别是当用户的网络不拥挤,还有很多可用空间时,使用集线器可以充分利用网络的现有资源。

如果您需要更多有关光纤产品的信息或支持,请随时与我们联系sales@unitekfiber.com,我们将尽力为您提供支持。

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