網路互聯裝置講座

網路互聯裝置講座

網路互聯裝置概述

　　電腦與電腦或工作站與伺服器進行串連時，除了使用串連介質外，還需要一些中介裝置。這些中介裝置主要有哪些？起什麼作用？這是在網路設計和實施中人們所關心的一些問題。

　　我們把常用的串連裝置劃分為以下幾種類型：

　　一、網路傳輸介質互聯裝置

　　網路線路與使用者節點具體銜接時，可能遇到以下幾種情況：

　　·t型連接器；

　　·收發器；

　　·屏蔽或非屏蔽雙絞線連接器rj--45；

　　·rs232介面（db--25）；

　　·db--15介面；

　　·vb35同步介面；

　　·網路介面單元；

　　·數據機。

　　t型連接器與bnc接外掛程式同是細同軸電纜的連接器，它對網路的可*性有著至關重要的影響。同軸電纜與t型連接器是依賴於bnc接外掛程式進行串連的，bnc接外掛程式有手工安裝和工具型安裝之分，使用者可根據實際情況和線路的可*性進行選擇。

　　rj-－45非屏蔽雙絞線連接器有8根連針，在10base-t標準中，僅使用4根，即第1對雙絞線使用第1針和第2針，第2對雙絞線使用第3針和第6針（第3對和第4對作備用）。具體使用時可參照廠家提供的說明書。

　　db--25（rs-232）介面是目前微機與線路介面的常用方式。

　　db--15介面用於串連網路介面卡的aui介面，可將資訊通過收發器電纜送到收發器，然後進入主幹介質。

　　vb35同步介面用於串連遠端高速同步介面。

　　終端匹配器（也稱終端機介面卡）安裝在同軸電纜（粗纜或細纜）的兩個端點上，它的作用是防止電纜無匹配電阻或阻抗不正確。無匹配電阻或阻抗不正確，則會引起訊號波形反射，造成訊號傳輸錯誤。

　　數據機（modem）其功能是將電腦的數字訊號轉換成類比訊號或反之，以便在電話線路或微波線路上傳輸。調製是把數字訊號轉換成類比訊號；解調是把類比訊號轉換成數字訊號，它一般通過rs-232介面與電腦相連。

　　二、網路物理層互聯裝置

　　1．中繼器

　　由於訊號在網路傳輸介質中有衰減和噪音，使有用的資料訊號變得越來越弱，因此為了保證有用資料的完整性，並在一定範圍內傳送，要用中繼器把所接收到的弱分離信號，並再生放大以保持與原資料相同。

　　2．集線器

　　集線器（hub可以說是一種特殊的中繼器，作為網路傳輸介質間的中央節點，它克服了介質單一通道的缺陷。以集線器為中心的優點是：當網路系統中某條線路或某節點出現故障時，不會影響網上其他節點的正常工作。集線器可分為無源（passive）集線器、有源（active）集線器和智能（intelligent）集線器。

　　無源集線器只負責把多段介質串連在一起，不對訊號作任何處理，每一種介質段只允許擴充到最大有效距離的一半。

　　有源集線器類似於無源集線器，但它具有對傳輸訊號進行再生和放大從而擴充介質長度的功能。

　　智能集線器除具有有源集線器的功能外，還可將網路的部分功能整合到集線器中，如網路管理、選擇網路傳輸線路等。

　　集線器技術發展迅速，己出現交換技術（在集線器上增加了線路交換功能）和網路分段方式，提高了傳輸頻寬。

　　隨著電腦技術的發展，hub又分為切換式、共用式和可堆疊共用式三種。

　　（1）切換式hub

　　一個切換式hub重建每一個訊號並在發送前過濾每一個包，而且只將其發送到目的地址。切換式hub可以使10mbps和100mbps的網站用於同一網段中。

　　（2）共用式hub共用式hub提供了所有連接點的網站間共用一個最大頻寬。例如，一個串連著幾個工作站或伺服器的100mbps共用式hub所提供的最大頻寬為100mbps，與它串連的網站共用這個頻寬。共用式hub不過濾或重建訊號，所有與之相連的網站必須以同一速度工作（10mbps或100mbps）。所以共用式hub比切換式hub價格便宜。

　　（3）堆疊共用式hub堆疊共用式hub是共用式hub中的一種，當它們級連在一起時，可看作是網中的一個大hub。當6個8口的hub級連在一起時，可以看作是1個48口的hub。

　　三、資料連結層互聯裝置

　　1．橋接器

　　橋接器（bridge）是一個區域網路與另一個區域網路之間建立串連的橋樑。橋接器是屬於網路層的一種裝置，它的作用是擴充網路和通訊手段，在各種傳輸介質中轉寄資料訊號，擴充網路的距離，同時又有選擇地將有地址的訊號從一個傳輸介質發送到另一個傳輸介質，並能有效地限制兩個介質系統中無關緊要的通訊。橋接器可分為本地橋接器和遠程橋接器。本地橋接器是指在傳輸介質允許長度範圍內互連網絡的橋接器；遠程橋接器是指串連的距離超過網路的常規範圍時使用的遠程橋，通過遠程橋互聯的區域網路將成為城域網或廣域網路。如果使用遠程橋接器，則遠程橋必須成對出現。

　　在網路的本地串連中，橋接器可以使用內橋和外橋。內橋是檔案服務的一部分，通過檔案伺服器中的不同網卡串連起來的區域網路，由檔案伺服器上啟動並執行網路*作系統來管理。外橋安裝在工作站上，實現兩個相似或不同的網路之間的串連。外橋不運行在網路檔案伺服器上，而是運行在一台獨立的工作站上，外橋可以是專用的，也可以是非專用的。作為專用橋接器的工作站不能當普通工作站使用，只能建立兩個網路之間的橋接。而非專用橋接器的工作站既可以作為橋接器，也可以作為工作站。

　　2．交換器

　　網路交換技術是近幾年來發展起來的一種結構化的網路解決方案。它是電腦網路發展到高速傳輸階段而出現的一種新的網路應用形式。它不是一項新的網路技術，而是現有網路技術通過交換裝置提高效能。由於交換器市場發展迅速，產品繁多，而且功能上越來越強，所以用企業級、部門級、工作群組級、交換器到案頭進行分類。

　　四、網路層互聯裝置

　　路由器（router）是用於串連多個邏輯上分開的網路。邏輯網路是指一個單獨的網路或一個子網。當資料從一個子網傳輸到另一個子網時，可通過路由器來完成。因此，路由器具有判斷網路地址和選擇路徑的功能，它能在多網路互聯環境中建立靈活的串連，可用完全不同的資料分組和介質存取方法串連各種子網。路由器是屬於網路應用程式層的一種互聯裝置，只接收來源站點或其他路由器的資訊，它不關心各子網使用的硬體裝置，但要求運行與網路層協議相一致的軟體。路由器分本地路由器和遠程路由器，本地路由器是用來串連網路傳輸介質的，如光纖、同軸電纜和雙絞線；遠程路由器是用來與遠程傳輸介質串連並要求相應的裝置，如電話線要配數據機，無線要通過無線接收機和發射機。

　　五、應用程式層互聯裝置

　　在一個電腦網路中，當串連不同類型而協議差別又較大的網路時，則要選用網關裝置。網關的功能體現在osi模型的最高層，它將協議進行轉換，將資料重新分組，以便在兩個不同類型的網路系統之間進行通訊。由於協議轉換是一件複雜的事，一般來說，網關只進行一對一轉換，或是少數幾種特定應用協議的轉換，網關很難實現通用的協議轉換。用於網關轉換的應用協議有電子郵件、檔案傳輸和遠程工作站登入等。

　　網關和多協議路由器（或特殊用途的通訊伺服器）組合在一起可以串連多種不同的系統。

　　和橋接器一樣網關可以是本地的，也可以是遠端。

　　目前，網關已成為網路上每個使用者都能訪問大型主機的通用工具。

中繼器與集線器

　　一、中繼器

　　中繼器（rp repeater）是串連網路線路的一種裝置，常用於兩個網路節點之間物理訊號的雙向轉寄工作。中繼器是最簡單的網路互聯裝置，主要完成物理層的功能，負責在兩個節點的物理層上按位傳遞資訊，完成訊號的複製、調整和放大功能，以此來延長網路的長度。它在osi參考模型中的位置1所示。

　　由於存在損耗，線上路上傳輸的訊號功率會逐漸衰減，衰減到一定程度時將造成訊號失真，因此會導致接收錯誤。中繼器就是為解決這一問題而設計的。它完成物理線路的串連，對衰減的訊號進行放大，保持與原資料相同。

　　一般情況下，中繼器的兩端串連的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉接工作。從理論上講中繼器的使用是無限的，網路也因此可以無限延長。事實上這是不可能的，因為網路標準中都對訊號的延遲範圍作了具體的規定，中繼器只能在此規定範圍內進行有效工作，否則會引起網路故障。乙太網路絡標準中就約定了一個乙太網路上只允許出現5個網段，最多使用4個中繼器，而且其中只有3個網段可以掛接電腦終端。

　　二、集線器

　　集線器（hub）是中繼器的一種形式，區別在於集線器能夠提供多連接埠服務，也稱為多口中繼器。集線器在osi／rm中的位置2所示。

　　集線器產品發展較快，區域網路集線器通常分為五種不同的類型，它將對lan交換器技術的發展產生直接影響。

　　1．單中繼網段集線器

　　在硬體平台中，第一類集線器是一種簡單中繼lan網段，最好的例子是疊加式乙太網路集線器或令牌環網多站訪問組件（mau）。某些廠商試圖在可管理集線器和不可管理集線器之間劃一條界限，以便進行硬體分類。這裡忽略了網路硬體本身的核心特性，即它實現什麼功能，而不是如何簡易地配置它。

　　2．多網段集線器

　　多網段集線器是從第一類集線器直接派生而來的，採用集線器背板，這種集線器帶有多個中繼網段。多網段集線器通常是有多個介面卡槽位的機箱系統。然而，一些非模組化疊加式集線器現在也支援多個中繼網段。多網段集線器的主要技術優點是可以將使用者分佈於多個中繼網段上，以減少每個網段的資訊流量負載，網段之間的資訊流量一般要求獨立的橋接器或路由器。

　　3．連接埠交換式集線器

　　連接埠交換式集線器是在多網段集線器基礎上將使用者連接埠和多個背板網段之間的串連過程自動化，並通過增加連接埠交換矩陣（psm）來實現的。psm提供一種自動工具，用於將任何外來使用者連接埠串連到集線器背板上的任何中繼網段上。這一技術的關鍵是“矩陣”，一個矩陣交換器是一種電纜交換器，它不能自動*作，要求使用者介入。它不能代替橋接器或路由器，並不提供不同lan網段之間的串連性，其主要優點就是實現移動、增加和修改的自動化。

　　4．網路互聯集線器

　　連接埠交換式集線器注重連接埠交換，而網路互聯集線器在背板的多個網段之間實際上提供一些類型的整合串連。這可以通過一台綜合橋接器、路由器或lan交換器來完成。目前，這類集線器通常都採用機箱形式。

　　5．交換式集線器

　　目前，集線器和交換器之間的界限已變得模糊。交換式集線器有一個核心交換式背板，採用一個純粹的交換系統代替傳統的共用介質中繼網段。此類產品已經上市，並且混合的（中繼／交換）集線器很可能在以後幾年控制這一市場。應該指出，集線器和交換器之間的特性幾乎沒有區別。

在lan中搭起的橋接器

　　橋接器（bridge）也稱橋接器，是串連兩個區域網路的儲存轉寄裝置，用它可以完成具有相同或相似體繫結構網路系統的串連。一般情況下，被串連的網路系統都具有相同的邏輯鏈路控制規程（llc），但媒體存取控制協議（mac）可以不同。

　　橋接器是資料連結層的串連裝置，準確他說它工作在mac子層上。橋接器在兩個區域網路的資料連結層（ddl）間接幀傳送資訊

　　橋接器是為各種區域網路儲存轉寄資料而設計的，它對末端節點使用者是透明的，末端節點在其報文通過橋接器時，並不知道橋接器的存在。

　　橋接器可以將相同或不相同的區域網路連在一起，組成一個擴充的區域網路絡。

　　一、橋接器的工作原理

　　為了說明橋接器的工作原理，我們以fddi為背景敘述之。

　　fddi是一個開放式網路，它允許各種網路裝置相互交換資料，橋接器串連的兩個區域網路可以基於同一種標準，也可以基於兩種不同類型的標準。當橋接器收到一個資料幀後，首先將它傳送到資料連結層進行差錯校正，然後再送至物理層，通過物理層傳輸機制再傳送到另一個子網上，在轉寄幀之前，橋接器對幀的格式和內容不作或只作很少的修改。橋接器一般都設有足夠的緩衝區，有些橋接器還具有一定的路由選擇功能，通過篩選網路中一些不必要的傳輸來減少網上的資訊流量。

　　例如，當fddi網站有一個報文要傳到以大網ieee 802.3 csma／cd網上時，需要完成下面一系列工作：

　　·網站首先將報文傳至llc層，並加上llc前序。

　　·將報文傳送到mac層，再加上fddi前序。fddi報文最大長度為4500位元組，大於此值的報文可分組傳送。

　　·fddi報文最大長度為4500位元組，大於此值的到fddi-ieee 802.3乙太網路橋。

　　·橋接器上的mac層去掉fddi前序，然後送交llc層處理。

　　·經過重新組幀並計算校正值，形成ieee802.3資料框架格式，並在前面加上ieee 802.3前序。

　　·經傳輸媒體將幀傳至ieee 802.3乙太網路網站。

　　由於fddi傳輸速率（100mbps）與ieee802.3乙太網路傳輸速率（10mbps）不匹配，因此，在橋接器上就存在擁擠和逾時問題，也就有重發的可能。如果多次重發均告失敗，那麼將放棄發送，並通知目的網站網路可能有故障。

　　二、橋接器的功能

　　一個fddi橋接器，應包括下列準系統：

　　1．源地址跟蹤

　　橋接器具有一定的直接選取功能，它在任何時候收到一個幀以後，都要確定其正確的傳輸路徑，將幀送到相應的目的網站。橋接器將幀中的源地址記錄到它的轉寄資料庫（或者地址尋找表）中，該轉寄庫就存放在橋接器的記憶體中，其中包括了橋接器所能見到的所有串連網站的地址。這個地址資料庫是互連網所專屬的，它指出了被接收幀的方向，或者僅說明橋接器的哪一邊接收到了幀。能夠自動建立這種資料庫的橋接器稱為自適應橋接器。

　　在一個擴充網路中，所有橋接器均應採用自適應方法，以便獲得與它有關的所有網站的地址。橋接器在工作中不斷更新其轉寄資料庫，使其漸趨完備，有些廠商提供的橋接器允許使用者編輯地址尋找表，這樣有助於網路的管理。

　　2．幀的轉寄和過濾

　　在相互串連的兩個區域網路之間，橋接器起到了轉寄幀的作用，它允許每個lan上的網站與其他網站進行通訊，看起來就像在一個擴充網路上一樣。

　　為了有效地轉寄資料幀，橋接器提供了儲存和轉寄功能，他自動儲存接收進來的幀，通過地址查詢表完成定址；然後把它轉寄到源地址另一邊的目的網站上，而源地址同一邊的幀就被從儲存區中刪除。

　　過濾（filter）是阻止幀通過橋接器的處理過程，有三種基本類型：

　　（1）目的地址過濾當橋接器從網路上接收到一個幀後，首先確定其源地址和目的地址，如果源地址和目的地址處於同一區域網路中，就簡單地將其丟棄，否則就轉寄到另一區域網路上，這就是所謂的目的地址過濾。

　　（2）源地址過濾所謂源地址過濾，就是根據需要，拒絕某一特定地址幀的轉寄，這個特定的地址是無法從地址尋找表中取得的，但是可以由網路管理模組提供。事實上，並非所有橋接器都進行源地址的過濾。

　　（3）協議過濾目前，有些橋接器還能提供協議過濾功能，它類似於源地址過濾，由網路管理指示橋接器過濾指定的協議幀。在這種情況下，橋接器根據幀的協議資訊來決定是轉寄還是過濾該幀，這樣的過濾通常只用於控制流程量、隔離系統和為網路系統提供安全保護。

　　3．產生樹的演繹

　　產生樹（spanning tree）是基於ieee 802.1d的一種工業標準演算法，利用它可以防止網上產生迴路，因為迴路會使網路發生故障。產生樹有兩個主要功能：

　　·在任何兩個區域網路之間僅有一條邏輯路徑；

　　·在兩個以上的橋接器之間用不重複路徑把所有網路連接到單一的擴充區域網路上。

　　擴充區域網路的邏輯拓撲結構必須是無迴路的，所有串連網站之間都有一個唯一的通路。在擴充網路系統中，橋接器通過名為問候幀的特殊幀來交換資訊，利用這些資訊來決定誰轉寄、誰空閑。確定了要進行轉寄工作的橋接器還要負責幀的轉寄，而閒置橋接器可用作備份。

　　4．協議轉換

　　早期的fddi橋接器結構通常是專用的封裝結構，這是由於早期的fddi僅與ieee802.3或ieee802.5子網相連，不需要和其他區域網路中的節點通訊。但是，在一個大型的擴充區域網路中，有很多系統在一起*作，這種專用的封裝式橋接器就無法提供相互*作的能力。為此，採用了新的轉換技術，依照與其他網路的橋接標準，形成了轉換式橋接器，建立可適應區域網路互聯的標準幀。

　　（1）封裝式橋接器（encapsulation bridge）

　　採用一些專用裝置和技術，將fddi作為一種傳輸管道來使用，它要求網上使用同一型號的橋接器，這無疑影響了網路的互*作效能。

　　以fddi·ethernet橋接器為例，fddi封裝式橋接器使用專用協議技術，用fddi前序和報尾來封裝一個以太幀，然後把這個幀轉寄到fddi網路上，目的地址也隱含在封裝過的幀中。封裝式橋接器把這個fddi幀發送到另一個封裝式橋接器上，由該封裝式橋接器使用與封裝技術相對應的拆封技術將封裝拆除。由於目的地址被封裝過，因此只能採用廣播幀的形式發送幀，這無疑會降低網路頻寬的使用率。如果互連網的規模很大，包含的橋接器和區域網路很多，那麼廣播幀的數目也將增加，這樣勢必會造成不必要的擁擠。

　　封裝式橋接器不能通過轉換橋接器發送資料，只有同一供貨商提供的同一種封裝式橋接器才能一起工作，也不能通過其他供貨商提供的封裝式橋接器傳輸資料，除非其他供貨商提供的封裝式橋接器也同樣使用這種專用協議。

　　（2）轉換式橋接器轉換式橋接器（translating bridge）克服了封裝式橋接器的弊病，將需要傳輸的幀轉換成目的網路的框架格式，然後再上網傳輸。

　　還是以fddi·ethernet橋接器為例，以大網工作站要使用連在fddi上的高效能伺服器，必須先將ethernet框架格式轉換成fddi格式幀，然後通過fddi上傳輸至目的伺服器，此時伺服器接收到的是fddi格式的幀，故不需做任何改變就可使用。可見轉換式橋接器是通用的。任何轉換式橋接器都能與其他橋接器互相通訊。

　　5．分幀和重組

　　網際互聯的複雜程度取決於互連網絡的報文、框架格式及其協議的差異程度。不同類型的網路有著不同的參數，其差錯校正的演算法、最大報文分組；生存周期也不盡相同。例如，fddi網路中允許的最大幀長度為4500位元組，而在ieee 802.3以大網中最大幀長度為1518位元組。這樣橋接器在fddi向ethernet轉寄資料幀時，就必須將fddi長達4500位元組的幀分割成幾個1518位元組長度的ieee 802.3協議乙太網路幀，然後再轉寄到以大網上去，這就是分幀技術。一些通用的通訊協定都定義了類似的控制幀大小差異的方法（稱為包分割方法）。反之，在ethernet向fddi轉寄資料幀時，必須將只有1518位元組的以太幀組合成fddi格式的幀，並以fddi的格式傳輸，這就是幀的重組。

　　對於使用較長報文格式的協議和應用，幀的分割和重組是非常重要的。如果fddi橋接器中沒有分幀和重組功能，那麼通過橋接器互聯就無法實現。但是，在協議轉換過程中，分幀和重組工作必須快速完成，否則會降低橋接器的效能。

　　6．橋接器的管理功能

　　橋接器的另一項重要功能是對擴充網路的狀態進行監督，其目的就是為了更好地調整拓樸邏輯結構，有些橋接器還可對轉寄和丟失的幀進行統計，以便進行系統維護。橋接器管理還可以間接地監視和修改轉寄地址資料庫，允許網路管理模組確定網路使用者網站的位置，以此來管理更大的擴充網路。另外，通過調整產生樹演繹參數還能很好地協調網路拓樸結構的演繹過程。

　　三、橋接器的種類

　　1．內橋

　　內橋是通過檔案伺服器中的不同網卡串連起來的區域網路

　　2．外橋

　　外橋不同於內橋，外橋安裝在工作站上，它實現串連兩個相似的區域網路絡　　外橋可以是專用的，也可以是非專用的。專用外橋不能做工作站使用，它只能用來建立兩個網路之間的串連，管理網路之間的通訊。非專用外橋既起橋接器的作用，又能作為工作站使用。

　　3．遠程橋

　　遠程橋是實現遠程網之間串連的裝置，通常遠程橋使用數據機與傳輸介質，如用電話線實現兩個區域網路的串連

交換器工作原理

　　一、概述

　　1993年，區域網路交換裝置出現，1994年，國內掀起了交換網路技術的熱潮。其實，交換技術是一個具有簡化、低價、高效能和高連接埠密集特點的交換產品，體現了橋接技術的複雜交換技術在osi參考模型的第二層*作。與橋接器一樣，交換器按每一個包中的mac地址相對簡單地決策資訊轉寄。而這種轉寄決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他資訊。與橋接器不同的是交換器轉寄延遲很小，*作接近單個區域網路效能，遠遠超過了普通橋接互連網絡之間的轉寄效能。

　　交換技術允許共用型和專用型的區域網路段進行頻寬調整，以減輕區域網路之間資訊流通出現的瓶頸問題。現在已有乙太網路、快速乙太網路、fddi和atm技術的交換產品。

　　類似傳統的橋接器，交換器提供了許多網路互聯功能。交換器能經濟地將網路分成小的衝突網域，為每個工作站提供更高的頻寬。協議的透明性使得交換器在軟體配置簡單的情況?苯影滄霸詼嘈櫫韁校喚換換褂孟鐘械牡繢隆⒅屑唐鼇⒓咂骱凸ぷ髡鏡耐ǎ槐刈鞲卟愕撓布叮喚換換怨ぷ髡臼峭該韉模庋芾碸土蚧送緗詰愕腦黽印⒁貧屯綾浠?作。

　　利用專門設計的整合電路可使交換器以線路速率在所有的連接埠並行轉寄資訊，提供了比傳統橋接器高得多的*作效能。如理論上單個網路連接埠對含有64個八位元的資料包，可提供14880bps的傳輸速率。這意味著一台具有12個連接埠、支援6道並行資料流的“線路速率”乙太網路交換器必須提供89280bps的總體吞吐率（6道資訊流Ｘ14880bps／道資訊流）。專用整合電路技術使得交換器在更多連接埠的情況下以上述效能運行，其連接埠造價低於傳統型橋接器。

　　二、三種交換技術

　　1．連接埠交換

　　連接埠交換技術最早出現在插槽式的集線器中，這類集線器的背板通常劃分有多條乙太網路段（每條網段為一個廣播域），不用橋接器或路由串連，網路之間是互不相通的。以大主模組插入後通常被分配到某個背板的網段上，連接埠交換用於將以太模組的連接埠在背板的多個網段之間進行分配、平衡。根據支援的程度，連接埠交換還可細分為：

　　·模組交換：將整個模組進行網段遷移。

　　·連接埠組交換：通常模組上的連接埠被劃分為若干組，每組連接埠允許進行網段遷移。

　　·連接埠級交換：支援每個連接埠在不同網段之間進行遷移。這種交換技術是基於osi第一層上完成的，具有靈活性和Server Load Balancer能力等優點。如果配置得當，那麼還可以在一定程度進行客錯，但沒有改變共用傳輸介質的特點，自而未能稱之為真正的交換。

　　2．幀交換

　　幀交換是目前應用最廣的區域網路交換技術，它通過對傳統傳輸媒介進行微分段，提供並行傳送的機制，以減小衝突域，獲得高的頻寬。一般來講每個公司的產品的實現技術均會有差異，但對網路幀的處理方式一般有以下幾種：

　　·直通交換：提供線速處理能力，交換器唯讀出網路幀的前14個位元組，便將網路幀傳送到相應的連接埠上。

　　·儲存轉寄：通過對網路幀的讀取進行驗錯和控制。

　　前一種方法的交換速度非常快，但缺乏對網路幀進行更進階的控制，缺乏智能性和安全性，同時也無法支援具有不同速率的連接埠的交換。因此，各廠商把後一種技術作為重點。

　　有的廠商甚至對網路幀進行分解，將幀分解成固定大小的信元，該信元處理極易用硬體實現，處理速度快，同時能夠完成進階控制功能（如美國madge公司的let集線器）如優先順序控制。

　　3．信元交換

　　atm技術代表了網路和通訊技術發展的未來方向，也是解決目前網路通訊中眾多難題的一痢傲家保琣tm採用固定長度53個位元組的信元交換。由於長度固定，因而便於用硬體實現。atm採用專用的非差別串連，並行運行，可以通過一個交換器同時建立多個節點，但並不會影響每個節點之間的通訊能力。atm還容許在源節點和目標、節點建立多個虛擬連結，以保障足夠的頻寬和容錯能力。atm採用了統計時分電路進行複用，因而能大大提高通道的利用率。atm的頻寬可以達到25m、155m、622m甚至數gb的傳輸能力。

　　三、區域網路交換器的種類和選擇

　　區域網路交換器根據使用的網路技術可以分為：

　　·以大網交換器；

　　·令牌環交換器；

　　·fddi交換器；

　　·atm交換器；

　　·快速乙太網路交換器等。

　　如果按交換器應用領域來劃分，可分為：

　　·台式交換器；

　　·工作群組交換器；

　　·主幹交換器；

　　·企業交換器；

　　·分段交換器；

　　·連接埠交換器；

　　·網路交換器等。

　　區域網路交換器是組成網路系統的核心裝置。對使用者而言，區域網路交換器最主要的指標是連接埠的配置、資料交換能力、包交換速度等因素。因此，在選擇交換器時要注意以下事項：

　　（1）交換連接埠的數量；

　　（2）交換連接埠的類型；

　　（3）系統的擴充能力；

　　（4）主幹線串連手段；

　　（5）交換器總交換能力；

　　（6）是否需要路由選擇能力；

　　（7）是否需要熱切換能力；

　　（8）是否需要容錯能力；

　　（9）能否與現有裝置相容，順利銜接；

　　（10）網路管理能力。

　　四、交換器應用中幾個值得注意的問題

　　1．交換器網路中的瓶頸問題

　　交換器本身的處理速度可以達到很高，使用者往往迷信廠商宣傳的gbps級的高速背板。其實這是一種誤解，串連入網的工作站或伺服器使用的網路是以大網，它遵循csma／cd介質訪問規則。在當前的客戶／伺服器模式的網路中多台工作站會同時訪問伺服器，因此非常容易形成伺服器瓶頸。有的廠商已經考慮到這一點，在交換器中設計了一個或多個高速連接埠（如3com的linkswitch1000可以配置一個或兩個100mbps連接埠），方便使用者串連伺服器或高速主幹網。使用者也可以通過設計多台伺服器（進行業務劃分）或追加多個網卡來消除瓶頸。交換器還可支援產生樹演算法，方便使用者架構容錯的冗餘串連。

　　2．網路中的廣播幀

　　目前廣泛使用的網路*作系統有netware、windows nt等，而lan server的伺服器是通過發送網路廣播幀來向客戶機提供服務的。這類區域網路中廣播包的存在會大大降低交換器的效率，這時可以利用交換器的虛擬網功能（並非每種交換器都支援虛擬網）將廣播包限制在一定範圍內。

　　每台文交換器的連接埠都支援一定數目的mac地址，這樣交換器能夠“記憶”住該連接埠一組串連網站的情況，廠商提供的定位不同的交換器連接埠支援mac數也不一樣，使用者使用時一定要注意交換器連接埠的串連端點數。如果超過廠商給定的mac數，交換器接收到一個網路幀時，只有其目的站的mac地址不存在於該交換器連接埠的mac地址表中，那麼該幀會以廣播方式發向交換器的每個連接埠。

　　3．虛擬網的劃分

　　虛擬網是交換器的重要功能，通常虛擬網的實現形式有三種：

　　(1)靜態連接埠分配

　　靜態虛擬網的劃分通常是網管人員使用網管軟體或直接設定交換器的連接埠，使其直接從屬某個虛擬網。這些連接埠一直保持這些從屬性，除非網管人員重新設定。這種方法雖然比較麻煩，但比較安全，容易配置和維護。

　　（2）動態虛擬網

　　支援動態虛擬網的連接埠，可以藉助智能管理軟體自動確定它們的從屬。連接埠是通過藉助網路包的mac地址、邏輯地址或協議類型來確定虛擬網的從屬。當一網路節點剛串連入網時，交換器連接埠還未分配，於是交換器通過讀取網路節點的mac地址動態地將該連接埠劃入某個虛擬網。這樣一旦網管人員配置好後，使用者的電腦可以靈活地改變交換器連接埠，而不會改變該使用者的虛擬網的從屬性，而且如果網路中出現未定義的mac地址，則可以向網管人員警示。

　　（3）多虛擬網連接埠配置

　　該配置支援一使用者或一連接埠可以同時訪問多個虛擬網。這樣可以將一台網路伺服器配置成多個業務部門（每種業務設定成一個虛擬網）都可同時訪問，也可以同時訪問多個虛擬網的資源，還可讓多個虛擬網間的串連只需一個路由連接埠即可完成。但這樣會帶來安全上的隱患。虛擬網的業界規範正在制定當中，因而各個公司的產品還談不上互*作性。cisco公司開發了inter－switch link（isl）虛擬網路協議，該協議支援跨骨幹網（atm、fddi、fast ethernet）的虛擬網。但該協議被指責為缺乏安全性上的考慮。傳統的電腦網路中使用了大量的共用式hub，通過靈活接入電腦連接埠也可以獲得好的效果。

　　4.高速區域網路技術的應用

　　快速乙太網路技術雖然在某些方面與傳統以大網保持了很好的相容性，但100base-tx、100basae-t4及100base-fx對傳輸距離和級連都有了比較大的限制。通過100mbps的交換器可以打破這些局限。同時也只有交換器連接埠才可以支援雙工高速傳輸。

　　目前也出現了cddi／fddi的交換技術，另外該cddi／fddi的連接埠價格也呈下降趨勢，同時在傳輸距離和安全性方面也有比較大的優勢，因此它是大型網路骨乾的一種比較好的選擇。

　　3com的主要交換產品有linkswitch系列和lanplex系列；bay的主要交換產品有lattisswitch2800，bay stack workgroup、system3o00／5000（提供某些可選交換模組）；cisco的主要交換產品有catalyst 1000／2000／3000／5000系列。

　　三家公司的產品形態看來都有相似之處，產品的價格也比較接近，除了設計中要考慮網路環境的具體需要（強調連接埠的搭配合理）外，還需從整體上考慮，例如網管、網路應用等。隨著atm技術的發展和成熟以及市場競爭的加劇，幀交換器的價格將會進一步下跌，它將成為工作群組網的重要解決方案。