交换(switching)是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机(switch)就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
在">计算机网络系统中,交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。我们以前介绍过的HUB集线器就是一种共享设备,HUB本身不能识别目的地址,当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时,数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说,在这种工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯,如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。
交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部MAC地址表中。
使用交换机也可以把网络“分段”,通过对照MAC地址表,交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发,可以有效的隔离广播风暴,减少误包和错包的出现,避免共享冲突。
随着网络应用的逐渐深入,电信级交换机,特别是三层交换机已经成为当今市场争夺的焦点。但是在功能各异、种类繁多的交换机设备中,用户要如何拨开迷雾,找到符合自身应用特点的产品?这不仅需要用户从传统的交换机评价指标入手,考量产品的性价比,还要特别留意产品是否能够提供对一些具有高附加值的最新功能的支持。
一般来讲,评价交换机的优劣要从总体构架、性能和功能三方面入手。总体架构是指交换机设备的端口密度、端口支持的最高速率、交换容量等基本性能参数的值,可以让用户从总体上把握该设备的定位和档次。
而交换机的性能除了要满足RFC2544建议的基本标准,即吞吐量、时延、丢包率外,随着用户业务的增加和应用的深入,还增加了一些额外的指标,如MAC地址数、路由表容量(三层交换机)、ACL数目、LSP容量、支持VPN数量等。以MAC地址数为例。MAC地址数是指交换机的MAC地址表中可以最多存储的MAC地址数量,支持的MAC地址数越多,数据转发的速率也就越高。
功能是最直接指标
对于一般的接入层交换机,简单的QoS保证、安全机制、支持网管策略、生成树协议和VLAN都是必不可少的功能,但是如果仔细分析,在简单的表象下还可以对某些功能进行进一步的细分,而这些细分功能正是导致产品差异的主要原因,也是体现产品附加值的重要途径。
应用级QoS保证
为了在实际应用中为用户提供更大的灵活性,交换机的QoS策略必须支持多级别的数据包优先级设置,既可分别针对MAC地址、VLAN、IP地址、端口进行优先级设置。同时,交换机还要具有良好的拥塞控制和流量限制的能力,支持Diffserv区分服务,能够根据源/目的的MAC/IP智能的区分不同的应用流,满足实时多媒体应用的需求。目前市场上的一些交换机虽然也号称具有QoS保证,但其实只支持单级别的优先级设置,为用户的实际应用带来很多不便。