介紹赫斯曼交換機(jī)的交換方式及用途赫斯曼交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。赫斯曼交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上,控制電路收到數(shù)據(jù)包以后,處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC(網(wǎng)卡的硬件地址)的NIC(網(wǎng)卡)掛接在哪個(gè)端口上,通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口,目的MAC若不存在,廣播到所有的端口,接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會“學(xué)習(xí)”新的MAC地址,并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用赫斯曼交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”,通過對照IP地址表,交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機(jī)。通過交換機(jī)的過濾和轉(zhuǎn)發(fā),可以有效的減少沖突域,但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播,即廣播域
赫斯曼交換機(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VLAN(虛擬局域網(wǎng))的支持、對鏈路匯聚的支持,甚至有的還具有防火墻的功能。
赫斯曼交換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的物理網(wǎng)段(注:非IP網(wǎng)段),連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬,無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),節(jié)點(diǎn)B可同時(shí)向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù),而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬,都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機(jī),那么該交換機(jī)這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB時(shí),一個(gè)HUB的總流通量也不會超出10Mbps。總之,赫斯曼交換機(jī)是一種基于MAC地址識別,能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。赫斯曼交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址,并把其存放在內(nèi)部地址表中,通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑,使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。
赫斯曼交換機(jī)的全雙工是指交換機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也能夠接收數(shù)據(jù),兩者同步進(jìn)行,這好像我們平時(shí)打一樣,說話的同時(shí)也能夠聽到對方的聲音。交換機(jī)都支持全雙工。全雙工的好處在于遲延小,速度快。
赫斯曼交換機(jī)通過以下三種方式進(jìn)行交換:
1) 直通式:
直通方式的以太網(wǎng)交換機(jī)可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣交換機(jī)。它在輸入端口檢測到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí),檢查該包的包頭,獲取包的目的地址,啟動(dòng)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口,在輸入與輸出交叉處接通,把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口,實(shí)現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲,延遲非常小、交換非常快,這是它的優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是,因?yàn)閿?shù)據(jù)包內(nèi)容并沒有被以太網(wǎng)交換機(jī)保存下來,所以無法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤,不能提供錯(cuò)誤檢測能力。由于沒有緩存,不能將具有不同速率的輸入/輸出端口直接接通,而且容易丟包。
2)存儲轉(zhuǎn)發(fā):
存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用的方式。它把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲起來,然后進(jìn)行CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))檢查,在對錯(cuò)誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址,通過查找表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出包。正因如此,存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時(shí)延時(shí)大,這是它的不足,但是它可以對進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯(cuò)誤檢測,有效地改善網(wǎng)絡(luò)性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口間的轉(zhuǎn)換,保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作。
3) 碎片隔離:
這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64個(gè)字節(jié),如果小于64字節(jié),說明是假包,則丟棄該包;如果大于64字節(jié),則發(fā)送該包。這種方式也不提供數(shù)據(jù)校驗(yàn)。它的數(shù)據(jù)處理速度比存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式快,但比直通式慢。介紹赫斯曼交換機(jī)的交換方式及用途