局域网技术基础之：LAN交换

局域网技术基础之：LAN交换

多种LAN分段方法局域网技术基础之局域网分段）我们已经讨论过了，现在该仔细研究一下LAN中的交换技术。虽然第三层交换目前也有使用，但本文还是集中于传统的第二层交换技术。二者的不同之处在于第三层交换是基于网络层目的地址转发分组，而第二层交换是基于MAC地址转发帧。在并非很遥远的过去，使用同轴电缆的10Base2LAN或者使用一两个hub的10BaseTLAN是可以接受的。

大多数业务流并不需要很多的带宽，因此，可供用户共享的带宽很多。但在今天网络已连接到每一个职员的桌面上的情况下，在象视频以及音频电话会议这样的应用面前，带宽就成为一种相当宝贵的资源。在讨论网络中交换机的应用之前，让我们先简单回顾一下交换技术的历史。

在90年代初，好几个厂商决定开发一种替代路由器的设备，因为路由器生产成本高，并且难以配置。即使早期的交换机比路由器便宜，但事实上仍然很贵。最初交换机只限于特定的应用，以及用作更贵的路由器的替代品。与路由器的复杂性相比，交换机要容易配置得多。

实际上，交换机是即插即用(PnP)设备。数年来，交换机的价格迅猛下跌，早期的交换机一个端口就能轻易卖到$1000以上，而现在某些交换机每个端口只能卖到$100左右，并且其MAC地址表已能容纳多达500个表项(这些价格只是为了说明交换机价格在过去的几年里一直在下降，而不应当用来估计建立一个Cisco交换式网络的花费)。

交换机变得如此便宜，以至于他们在很多网络中正迅速取代hub的位置。例如，在本章前面的图1-2中局域网技术基础之冲突域与广播域），我们已经看到多个节点通过5个hub构成的一个局域网。所有16个节点共享理论上可以达到10Mbps的带宽。想象一下在这种网络上同时向两个节点传送视频信号的情况。在今天的网络环境中，hub可用交换机代替，如图1-6所示。

图1-6由16个节点构成的交换式网络

将交换机用于这种网络称为微分段法。微分段法将局域网分成小段，因此就为每一个用户增加了有效带宽。微分段法还能使每个用户拥有他或她自己专用的LAN网段，如图1-7所示。正如你所看到的，在微分段法中每个站点构成一个冲突域。在标准的以太网中，如图1-7中的每个用户都有其自己的10Mbps网段。

图1-7每个端用户有一个专用的10Mbps网段

交换机监视业务流，并汇编MAC地址表，这样它就能直接将帧转发到目的端口上。例如下面假定节点2向节点16发送数据的情况。图1-8显示了交换机内数据的流动情况。可以看到，节点8和节点20并不知道上述数据的传输，因为这些数据并没有传到这两个端口上。

图1-8交换机上节点2到节点6的数据流动

表1-1 交换机相对于HUB中继器的优点

交换机不但能在LAN中取代hub，他们还能直接接入骨干网(如ATM及千兆以太网)，这有助于为类似实时视频或数字音频这样的应用提供必需的带宽。交换机能使用户充分利用网络的带宽，特别是在有多媒体应用的情形。其他优点就如表1-1所示。