2015通信工程師交換技術(shù)輔導(dǎo)：靜態(tài)交換和動(dòng)態(tài)交換介紹

   【簡(jiǎn) 介】以太網(wǎng)交換技術(shù)具有許多類(lèi)型，各自宣傳其具有不同的優(yōu)點(diǎn)；通過(guò)簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)即可增加、移動(dòng)和改變往來(lái)落的結(jié)構(gòu)；比網(wǎng)橋和路由器更為有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分段；為高性能工作站或服務(wù)器提供高寬帶。網(wǎng)絡(luò)管理者渴望采用這些技術(shù)，但是首先他們想了解各種以太網(wǎng)交換技術(shù)。當(dāng)前有兩種以太網(wǎng)交換技術(shù)：靜態(tài)以太網(wǎng)交換和動(dòng)態(tài)以太網(wǎng)交換。

靜態(tài)、動(dòng)態(tài)以太網(wǎng)交換技術(shù)

以太網(wǎng)交換技術(shù)具有許多類(lèi)型，各自宣傳其具有不同的優(yōu)點(diǎn)；通過(guò)簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)即可增加、移動(dòng)和改變往來(lái)落的結(jié)構(gòu)；比網(wǎng)橋和路由器更為有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分段；為高性能工作站或服務(wù)器提供高寬帶。網(wǎng)絡(luò)管理者渴望采用這些技術(shù)，但是首先他們想了解各種以太網(wǎng)交換技術(shù)。當(dāng)前有兩種以太網(wǎng)交換技術(shù)：靜態(tài)以太網(wǎng)交換和動(dòng)態(tài)以太網(wǎng)交換。

一、靜態(tài)以太網(wǎng)交換

靜態(tài)以太網(wǎng)交換是為網(wǎng)絡(luò)管理者通過(guò)軟件來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)配置的增加、移動(dòng)及改變而設(shè)計(jì)的。靜態(tài)以太網(wǎng)交換工作與傳統(tǒng)的共享式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。所以稱(chēng)為“靜態(tài)”是由于需要網(wǎng)絡(luò)管理員的人工干預(yù)，既每次網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)和增加，網(wǎng)絡(luò)管理員必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理軟件進(jìn)行操作。一旦一次靜態(tài)交換操作完成，用戶(hù)或工作站將被移到一個(gè)新的共享網(wǎng)段，并且一直呆在那里直到另一次新的操作。

靜態(tài)交換允許網(wǎng)絡(luò)管理員在一個(gè)HUB內(nèi)將用戶(hù)容易地從一個(gè)共享局域網(wǎng)總線(xiàn)移到另外一個(gè)共享局域網(wǎng)總線(xiàn)。如圖1所示，集線(xiàn)器的以太網(wǎng)總線(xiàn)1是由工程部8臺(tái)工作站共享的以太網(wǎng)網(wǎng)段。而以太網(wǎng)總線(xiàn)4是由市場(chǎng)部的工作站所共享（這些工作站在圖中未標(biāo)注）的網(wǎng)段，以上兩個(gè)網(wǎng)段都是傳統(tǒng)的共享局域網(wǎng)。當(dāng)工程部某位工程師調(diào)至市場(chǎng)部，希望將其工作站連至市場(chǎng)部局域網(wǎng)段（以太網(wǎng)總線(xiàn)4）時(shí)，該如何操作？

對(duì)靜態(tài)以太網(wǎng)交換，網(wǎng)絡(luò)管理員只需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理工作站的集線(xiàn)器圖形界面，用鼠標(biāo)將調(diào)離的工程師工作站所對(duì)應(yīng)的端口從總線(xiàn)1拉至總線(xiàn)4即可。這種改變只需幾秒鐘的時(shí)間。而傳統(tǒng)的方法，則需網(wǎng)絡(luò)管理員通過(guò)查線(xiàn)、撥號(hào)、重新布線(xiàn)等一系列的工作才能完成。顯然，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需經(jīng)常改變的場(chǎng)合，靜態(tài)交換以太網(wǎng)極為適宜。靜態(tài)交換不能改變帶寬(性能)， 用戶(hù)可以提高網(wǎng)絡(luò)性能的方法是將工作站從擁擠的網(wǎng)段移到空閑的網(wǎng)段。只有動(dòng)態(tài)以太網(wǎng)交換才可以增加標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的帶寬(性能)。

二、動(dòng)態(tài)以太網(wǎng)交換

動(dòng)態(tài)以太網(wǎng)交換最初設(shè)計(jì)思路來(lái)源于電話(huà)網(wǎng)， 即在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)按需存在許多點(diǎn)-點(diǎn)會(huì)話(huà)。動(dòng)態(tài)以太網(wǎng)交換可以在不改變標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的同時(shí)( 即工作站和服務(wù)器采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)卡，驅(qū)動(dòng)程序，電纜和應(yīng)用程序)，極大地提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬。 其工作過(guò)程如下:交換機(jī)檢查來(lái)自PC的數(shù)據(jù)包; 交換機(jī)識(shí)別該數(shù)據(jù)包的源地址和目的地址;交換機(jī)動(dòng)態(tài)打開(kāi)一專(zhuān)用的10Mbps鏈路，將包由源地址端口傳送至目的地址端口。

，動(dòng)態(tài)交換檢查由A工作站發(fā)往B工作站的數(shù)據(jù)包，在A與B 之間動(dòng)態(tài)建立一專(zhuān)用的10Mbps鏈路。顯然，不象傳統(tǒng)的共享以太網(wǎng)， 數(shù)據(jù)包不是發(fā)往網(wǎng)絡(luò)上的所有工作站，而是對(duì)每一數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生專(zhuān)用的10Mbps鏈路。而連接到動(dòng)態(tài)交換上的工作站及服務(wù)器仍使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)卡，驅(qū)動(dòng)程序，電纜及應(yīng)用程序。

在動(dòng)態(tài)交換的內(nèi)部，標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的沖突式網(wǎng)絡(luò)存取機(jī)制(CSMA/CD)不再存在， 與以太網(wǎng)相依存的"沖突"顯著變小或不復(fù)存在， 每一用戶(hù)昀可獨(dú)立享受局域網(wǎng)的全部帶寬(以太網(wǎng)10Mbps)，所有的數(shù)據(jù)包都通過(guò)專(zhuān)用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)10Mbps鏈路進(jìn)行交換，因此以太網(wǎng)交換為諸如客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器應(yīng)用，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，圖像處理，CAD，甚至多媒體等數(shù)據(jù)密集型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了足夠的帶寬。因?yàn)閿?shù)據(jù)不昌傳送到所有的端口，網(wǎng)絡(luò)也難以被竊聽(tīng)，所以動(dòng)態(tài)交換環(huán)境比共享式以太網(wǎng)更加安全。

動(dòng)態(tài)交換同時(shí)檢查所有數(shù)據(jù)包，同時(shí)開(kāi)辟許多的10Mbps 專(zhuān)用鏈路以完成并行的數(shù)據(jù)通信。這樣在任何時(shí)間內(nèi)可以存在許多專(zhuān)用的源-目的以太網(wǎng)。 動(dòng)態(tài)交換以太網(wǎng)的這種并行的，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)特性與電話(huà)網(wǎng)相似，同時(shí)也與FTM相近。一旦一個(gè)獨(dú)立的端口通信完成，動(dòng)態(tài)交換釋放此鏈路。因此，動(dòng)態(tài)交換的帶寬流量是按需的，這種按需帶寬特性是ATM網(wǎng)的另一特性。但因動(dòng)態(tài)以太網(wǎng)交換是建立在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)基礎(chǔ)上( 標(biāo)準(zhǔn)接口卡，驅(qū)動(dòng)，電纜和應(yīng)用) ， 用戶(hù)可以保留其在原有以太網(wǎng)上的投資和基礎(chǔ)上， 獲得像ATM一樣的專(zhuān)用帶寬及安全保密性。

三、以太網(wǎng)交換技術(shù)分類(lèi)

上面已討論了動(dòng)態(tài)交換和靜態(tài)交換在功能和應(yīng)用上的基本差異， 下面將著重討論每種交換技術(shù)的兩種實(shí)現(xiàn)方式:

動(dòng)態(tài)端口交換

動(dòng)態(tài)段交換

靜態(tài)端口交換

靜態(tài)模塊交換

對(duì)靜態(tài)交換而言，模塊交換和端口交換差別很小，它們可應(yīng)用于相同的場(chǎng)合， 而對(duì)動(dòng)態(tài)交換，段交換與端口交換的應(yīng)用明顯不同。

1.動(dòng)態(tài)端口交換

動(dòng)態(tài)端口交換的功能已在前面講述過(guò)，每一端口聯(lián)接到單一的工作站或服務(wù)器。 因?yàn)槊恳欢丝诳杀话葱栀x予一個(gè)獨(dú)立的 10Mbps專(zhuān)用以太網(wǎng)鏈路，這樣可以賦予每一工作站或服務(wù)器更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

2.動(dòng)態(tài)段交換

動(dòng)態(tài)段交換與動(dòng)態(tài)端口交換的功能相似，通過(guò)交換結(jié)構(gòu)，按需提供專(zhuān)用的端口間10Mbps專(zhuān)用鏈路。每一動(dòng)態(tài)段交換端口可以連接一個(gè)網(wǎng)段(即傳統(tǒng)的共享以太網(wǎng))，而不只是一個(gè)工作站或服務(wù)。動(dòng)態(tài)段交換通過(guò)對(duì)大量MAC地址的識(shí)別來(lái)完成此功能。用端口連結(jié)整個(gè)網(wǎng)段，可以使動(dòng)態(tài)段交換取代現(xiàn)今分段網(wǎng)絡(luò)中的路由器及網(wǎng)橋。

如果網(wǎng)段A的用戶(hù)在網(wǎng)段內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)包， 交換識(shí)別數(shù)據(jù)為本網(wǎng)段數(shù)據(jù)包而不允許這些數(shù)據(jù)包進(jìn)入其它網(wǎng)段。但是如果網(wǎng)絡(luò)段A的用戶(hù)發(fā)送數(shù)據(jù)包到網(wǎng)絡(luò)段B，則交換機(jī)識(shí)別那些傳送至網(wǎng)段B的數(shù)據(jù)包，分配一專(zhuān)用的10Mbps鏈路，發(fā)送數(shù)據(jù)包到網(wǎng)段B的目的用戶(hù)。網(wǎng)絡(luò)分段，即將一個(gè)大的擁擠的網(wǎng)絡(luò)分成一系列的小型網(wǎng)絡(luò)，每一網(wǎng)絡(luò)具有小的用戶(hù)和小的流量。

以前網(wǎng)絡(luò)分段一般是通過(guò)網(wǎng)橋和路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 而采用動(dòng)態(tài)段交換對(duì)網(wǎng)絡(luò)分段比用網(wǎng)橋和路由器更優(yōu)越，理由如下：

(1)價(jià)低。

(2)易管理，而路由器需要QSI協(xié)議中網(wǎng)絡(luò)層的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)管理。

(3)更快速，因?yàn)榻粨Q只檢測(cè)其數(shù)據(jù)包頭中的源及目的地址， 而網(wǎng)橋及路由器則需檢測(cè)整個(gè)包，這樣交換所產(chǎn)生的時(shí)延比網(wǎng)橋及路由器小得多。

3.靜態(tài)端口交換

靜態(tài)端口交換允許網(wǎng)絡(luò)管理員通過(guò)軟件將用戶(hù)工作站從一條共享以太網(wǎng)總線(xiàn)移到另一條，靈活地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行增加，減少所需的交換模塊訂貨量。例如，在網(wǎng)絡(luò)上增加8個(gè)用戶(hù)，他們工作于4個(gè)不同的部門(mén)，在4條不同的以太網(wǎng)總線(xiàn)上。所有這些用戶(hù)可以采用一塊單一的端口交換模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。與此相比，以前則需購(gòu)4 塊新的模塊并連到不同的總線(xiàn)，但每個(gè)新的模塊的大部分端口是未用的，造成低效及浪費(fèi)。

4.靜態(tài)模塊交換

靜態(tài)模塊交換也是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的增加，移動(dòng)和改變。與靜態(tài)端口交換不同的是，靜態(tài)模塊交換是將整個(gè)模塊(包括模塊上的所有端口) 從一條共享總線(xiàn)移至另一條共享總線(xiàn)。

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