交换机的作用

交换机的定义

所谓交换机，就是一种工作在OSI第二层(数据链路层)上的、基于MAC (网卡的介质访问控制地址)识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。英文名称为Switch，也叫交换式集线器它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的具有防火墙的功能，这就是第三层交换机所具有的功能。所谓的第三层交换机就是在基于协议的VLAN划分时，增加了路由功能。

拟交换进入数字交换时代。由于程控数字交换技术的先进性和设备的经济性，使电话交换跨上了一个新的台阶，而且对开通非话业务，实现综合业务数字交换奠定了基础，因而成为交换技术的主要发展方向，随着微处理器技术和专用集成电路的飞速发展，程控数字交换的优越性愈加明显的展现出来。目前所生产的中大容量的程控交换机全部为数字式的。

90年代后，我国逐渐出现了一批自行研制的大中型容量的具有国际先进水平的数字程控局用交换机，典型的如深圳华为公司的C&C08系列、西安大唐的SP30系列、深圳中兴的ZXJ系列等等，这些交换机的出现，表明在窄带交换机领域，我们国家的研发技术已经达到了世界水平。随着时代的发展，目前的交换机系统逐渐融合ATM、无线通信、接入网技术、HDSL、ASDL、视频会议等先进技术。可以想象，今后的交换机系统，将不仅仅是语音传输系统，而是一个包含声音、文字、图象的高比特宽带传输系统，并深入到千家万户之中。IP电话就是其应用一例。世界上传统交换机厂商目前正努力研制，并通过与计算机厂商的合作和交流，来达到这一目的。

交换机作用

一、交换机基本作用（交换、认证、报文过滤）

I、交换作用

i．IP包的转发实现方式，

1． 传统软件实现。

优点：成本低，适用于小型局域网，为接   入层位置的交换机档次。接入层QoS 尚可。         
             
缺点： QoS一般，在汇聚层、核心层、大中    型网络的接入层传统软件实现分配方式已经不能满足大容量数据流的吞吐需要。

2． ASIC硬件转发引擎保证QoS。
  
ii．帧（frame）交换作用

1． 第二层交换中，帧的交换基于 MAC 地址信息。如果知道目标地址，第二层交换机会将以太网帧转发到适当的接口。
⑴第二层交换的缺点：如果第二层交换机不知道将帧发送到何处，它会将该帧广播转发到所有端口，以了解正确的目标地址（此种情况类似于集线器的功能），对于规模较大的网络来说，这种广播转发操作会产生严重的问题，因为所有这些广播的处理会造成性能的大幅度降低，第二层交换机利用这种技术来建立和维护一个跟踪帧目标地址的交换表。

⑵第二层交换的优点：由于第二层交换相对简单，网络管理员可以建立管理简便且能扩展到数百个节点的网络，而不会遇到太多的第二层广播问题。第二层交换机为网络提供了以下优点:

● 高带宽：第二层交换机通过将专用带宽分配到每一个端口，为各个用户提供优异的性能。每一个交换机端口表示一个不同的网段，因此每个用户可以获得特定数量的带宽。此外，每个专用网段还能与单项业务一起接收广播业务。

● VLAN：第二层交换机能够将各个端口组合到逻辑工作组(虚拟局域网或 VLAN)。每个 VLAN 组在逻辑上与交换机的其它部分分离，可帮助将第二层广播业务控制在特定的VLAN组。这提供了以下两个主要优点:

①. 网络设计人员可以利用 VLAN 来建造能避免特大第二层广播域问题的大型第二层网络。

②. 网络周围的移动、添加和更改更加容易，因为无论物理位置在哪里，用户始终在他们自己的 VLAN 中。

2．在第三层交换中，帧的交换基于网络层信息，如 IP 地址。第三层寻址系统还比第二层系统更加动态。如果用户移动到另一个位置，其终端站会收到一个新的第三层地址，但第二层 MAC 地址保持不变。这类似于某个人从一个城市搬到另一个城市: 邮政地址将会改变，但个人姓名和身份保持不变。因此，第三层路由网络能将逻辑寻址结构连接到物理基础架构，从而提供了一个比第二层网络更加灵活和更加可扩充的分层结构。

II、认证作用

III、报文过滤作用

二、交换机扩充作用（路由、ERPS）

IV、路由（网络层）：高级的 ASIC硬件技术，提供远远高于传统路由器的性能，使它们非常适合网络带宽密集的应用。

V．支持EAPS协议: 以太网“自愈”系统协议: 通过系统的自我监测和自动恢复提高网络的可靠性. 第三层交换机合并了典型路由器中相互分离的桥接(第二层)和路由(第三层)功能。这些技术的结合提供了一个能大大改进扩充能力的更加自然的网络体系结构。