一、以太網(wǎng)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)方式及優(yōu)勢(shì)

　　1、直通轉(zhuǎn)發(fā)(cut-through switching )

　　2、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(Store-and-Forward switching)

　　3、無(wú)碎片轉(zhuǎn)發(fā)(segment-free switching)

　　直通式交換，也就是交換機(jī)在收到幀后，只要查看到此幀的目的MAC地址，馬上憑借MAC地址表向相應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā);這種方式的好處是速度快，轉(zhuǎn)發(fā)所需時(shí)間短，但問(wèn)題是可能同時(shí)把一些錯(cuò)誤的、無(wú)用的幀也同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)向目地端。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制就是交換機(jī)的每個(gè)端口被分配到一定的緩沖區(qū)(內(nèi)存空間，一般為64 k)，數(shù)據(jù)在進(jìn)入交換機(jī)后讀取完目標(biāo)MAC地址，憑借MAC地址表了解到轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系后，數(shù)據(jù)會(huì)一直在此端口的緩沖區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)，直到數(shù)據(jù)填滿緩沖區(qū)然后一次把所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩沖區(qū)期間，交換機(jī)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)作出簡(jiǎn)單效驗(yàn)，如果此時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，就不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到目地端，而是在這里直接丟棄掉了。當(dāng)然這種方式可以提供更好的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)質(zhì)量，但是相對(duì)的轉(zhuǎn)發(fā)所需時(shí)間就會(huì)比直通交換要長(zhǎng)一點(diǎn)。碎片隔離式也叫改進(jìn)型直通式交換，利用到直通式的優(yōu)勢(shì)就是轉(zhuǎn)發(fā)遲延小，同時(shí)會(huì)檢查每個(gè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度。因?yàn)樵砩?，每個(gè)以太網(wǎng)幀不可能小于64字節(jié)，大于1518字節(jié)。如果交換機(jī)檢查到有小過(guò)64字節(jié)或大于1518字節(jié)的幀，它都會(huì)認(rèn)為這些幀是“殘缺幀”或“超長(zhǎng)幀”，那么也會(huì)在轉(zhuǎn)發(fā)前丟棄掉。這種方式綜合了直通交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)勢(shì)，很多高速交換機(jī)會(huì)采用，但是并沒(méi)有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式來(lái)的普及。

　　無(wú)論是直通轉(zhuǎn)發(fā)還是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)都是一種二層的轉(zhuǎn)發(fā)方式，而且它們的轉(zhuǎn)發(fā)策略都是基于 目的MAC(DMAC)的，在這一點(diǎn)上這兩種轉(zhuǎn)發(fā)方式?jīng)]有區(qū)別。第三種方法主要是第一種“直通轉(zhuǎn)發(fā)”的變形。

　　它們之間的最大區(qū)別在于，它們何時(shí)去處理轉(zhuǎn)發(fā)，也就是交換機(jī)怎樣去處理數(shù)據(jù)包的接收進(jìn)程和轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)程的關(guān)系。

　　以太網(wǎng)交換機(jī)的優(yōu)勢(shì)：

　　高速傳輸：以太網(wǎng)交換機(jī)具有高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)千兆甚至萬(wàn)兆的數(shù)據(jù)傳輸速度;

　　靈活性：以太網(wǎng)交換機(jī)可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需求，自動(dòng)切換和配置不同的網(wǎng)絡(luò)端口;

　　安全性：以太網(wǎng)交換機(jī)可以通過(guò)MAC地址過(guò)濾和VLAN隔離來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的安全性，防止未授權(quán)的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)泄露;

　　可擴(kuò)展性：以太網(wǎng)交換機(jī)可以通過(guò)堆疊或級(jí)聯(lián)方式擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，支持更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。

　　二、以太網(wǎng)交換機(jī)作用與應(yīng)用

　　交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流控。交換機(jī)還具備了一些新的功能，如對(duì)VLAN(虛擬局域網(wǎng))的支持、對(duì)鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。

　　學(xué)習(xí)：以太網(wǎng)交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來(lái)存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。

　　轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時(shí)，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口(如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口)。

　　消除回路：當(dāng)交換機(jī)包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)生成樹(shù)協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)允許存在后備路徑。

　　交換機(jī)除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡(luò)之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡(luò)(如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng))之間起到互連作用。如今許多交換機(jī)都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機(jī)或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。

　　一般來(lái)說(shuō)，交換機(jī)的每個(gè)端口都用來(lái)連接一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)段，但是有時(shí)為了提供更快的接入速度，我們可以把一些重要的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)直接連接到交換機(jī)的端口上。這樣，網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵服務(wù)器和重要用戶就擁有更快的接入速度，支持更大的信息流量。

　　最后簡(jiǎn)略的概括一下交換機(jī)的基本功能：

　　1. 像集線器一樣，交換機(jī)提供了大量可供線纜連接的端口，這樣可以采用星型拓?fù)洳季€。

　　2. 像中繼器、集線器和網(wǎng)橋那樣，當(dāng)它轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，交換機(jī)會(huì)重新產(chǎn)生一個(gè)不失真的方形電信號(hào)。

　　3. 像網(wǎng)橋那樣，交換機(jī)在每個(gè)端口上都使用相同的轉(zhuǎn)發(fā)或過(guò)濾邏輯。

　　4. 像網(wǎng)橋那樣，交換機(jī)將局域網(wǎng)分為多個(gè)沖突域，每個(gè)沖突域都是有獨(dú)立的寬帶，因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。

　　5. 除了具有網(wǎng)橋、集線器和中繼器的功能以外，交換機(jī)還提供了更先進(jìn)的功能，如虛擬局域網(wǎng)(VLAN)和更高的性能。