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計算機網路交換機交換

發布時間: 2022-12-29 03:55:32

A. 計算機網路中,數據交換方式有哪幾種

在計算機網路中,數據交換的方式有:

(1)線路交換。在數據傳送之前需建立一條物理通路, 在線路被釋放之前,該通路將一直被一對用戶完全佔有。

(2)報文交換。報文從發送方傳送到接收方採用存儲轉發 的方式。在傳送報文時,只佔用一段通路;在交換節點中需要 緩沖存儲,報文需要排隊。因此,這種方式不滿足實時通信的 要求。

(3)分組交換。此方式與報文交換類似,但報文被分成組傳 送,並規定了分組的最長度,到達目的地後需重新將分組組裝成報文。這是網路中最廣泛採用的一種交換技術。

B. 計算機網路中二層交換機和三層交換機有什麼區別

主要區別:二層交換機工作在數據鏈路層,三層交換機工作在網路層,路由器工作在網路層。
具體區別如下:
三層交換機使用了三層交換技術
簡單地說,三層交換技術就是:二層交換技術+三層轉發技術。它解決了區域網中網段劃分之後,網段中子網必須依賴路由器進行管理的局面,解決了傳統路由器低速、復雜所造成的網路瓶頸問題。
什麼是三層交換
三層交換(也稱多層交換技術,或IP交換技術)是相對於傳統交換概念而提出的。眾所周知,傳統的交換技術是在OSI網路標准模型中的第二層——數據鏈路層進行*作的,而三層交換技術是在網路模型中的第三層實現了數據包的高速轉發。簡單地說,三層交換技術就是:二層交換技術+三層轉發技術。
三層交換技術的出現,解決了區域網中網段劃分之後,網段中子網必須依賴路由器進行管理的局面,解決了傳統路由器低速、復雜所造成的網路瓶頸問題。
其原理是:假設兩個使用IP協議的站點A、B通過第三層交換機進行通信,發送站點A在開始發送時,把自己的IP地址與B站的IP地址比較,判斷B站是否與自己在同一子網內。若目的站B與發送站A在同一子網內,則進行二層的轉發。若兩個站點不在同一子網內,如發送站A要與目的站B通信,發送站A要向「預設網關」發出ARP(地址解析)封包,而「預設網關」的IP地址其實是三層交換機的三層交換模塊。當發送站A對「預設網關」的IP地址廣播出一個ARP請求時,如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經知道B站的MAC地址,則向發送站A回復B的MAC地址。否則三層交換模塊根據路由信息向B站廣播一個ARP請求,B站得到此ARP請求後向三層交換模塊回復其MAC地址,三層交換模塊保存此地址並回復給發送站A,同時將B站的MAC地址發送到二層交換引擎的MAC地址表中。從這以後,當A向B發送的數據包便全部交給二層交換處理,信息得以高速交換。由於僅僅在路由過程中才需要三層處理,絕大部分數據都通過二層交換轉發,因此三層交換機的速度很快,接近二層交換機的速度,同時比相同路由器的價格低很多。

C. 簡述乙太網交換機常見的三種交換方式及特點

1直通式 直通方式的乙太網交換機可以理解為在各埠間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機。它在輸入埠檢測到一個數據包時,檢查該包的包頭,獲取包的目的地址,啟動內部的動態查找表轉換成相應的輸出埠,在輸入與輸出交叉處接通,把數據包直通到相應的埠,實現交換功能。由於不需要存儲,延遲非常小、交換非常快,這是它的優點。它的缺點是,因為數據包內容並沒有被乙太網交換機保存下來,所以無法檢查所傳送的數據包是否有誤,不能提供錯誤檢測能力。由於沒有緩存,不能將具有不同速率的輸入/輸出埠直接接通,而且容易丟包。 2存儲轉發 存儲轉發方式是計算機網路領域應用最為廣泛的方式。它把輸入埠的數據包先存儲起來,然後進行CRC(循環冗餘碼校驗)檢查,在對錯誤包處理後才取出數據包的目的地址,通過查找表轉換成輸出埠送出包。正因如此,存儲轉發方式在數據處理時延時大,這是它的不足,但是它可以對進入交換機的數據包進行錯誤檢測,有效地改善網路性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的埠間的轉換,保持高速埠與低速埠間的協同工作。 3 碎片隔離 這是介於前兩者之間的一種解決方案。它檢查數據包的長度是否夠64個位元組,如果小於64位元組,說明是假包,則丟棄該包;如果大於64位元組,則發送該包。這種方式也不提供數據校驗。它的數據處理速度比存儲轉發方式快,但比直通式慢。

D. 網路交換機有什麼用

網路交換機是干什麼用的:
1.路由器(Router)是一種負責尋徑的網路設備,它在互連網路中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網路路徑提供給用戶通信。路由器用於連接多個邏輯上分開的網路。對用戶提供最佳的通信路徑,路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑,路由表包含網路地址以及各地址之間距離的清單,路由器利用路由表查找數據包從當前位置到目的地址的正確路徑。路由器使用最少時間演算法或最優路徑演算法來調整信息傳遞的路徑,如果某一網路路徑發生故障或堵塞,路由器可選擇另一條路徑,以保證信息的正常傳輸。路由器可進行數據格式的轉換,成為不同協議之間網路互連的必要設備。

路由器使用尋徑協議來獲得網路信息,採用基於「尋徑矩陣」的尋徑演算法和准則來選擇最優路徑。按照OSI參考模型,路由器是一個網路層系統。路由器分為單協議路由器和多協議路由器。

Internet由各種各樣的網路構成,路由器是其中非常重要的組成部分,整個Internet上的路由器不計其數。Intranet要並入Internet,兼作Internet服務,路由器是必不可少的組件,並且路由器的配置也比較復雜。

(一)路由器的定址和路由選擇

在互連網上交換信息的一個基本要求是每個站都具有可達的唯一地址。像郵政編址類似,互連網地址也由幾部分組成。在互連網上,通常要求使用網路地址、主機地址和計算機上運行的應用。

規定了地址之後,接下來便是如何選擇路徑到達報文的終點。路由選擇涉及規定路由選擇參數以及如何獲得這些參數。

在互連網中使用的地址是32位的IP地址,該地址由網路號和主機號組成。IP地址分為下述3類:

A類地址使用7位來標識網路,24位用來規定網路上的主機;

B類地址使用14位來標識網路,16位用來標識主機;

C類地址使用21位來標識網路,8位用來標識主機。

路由器在選擇路徑時常用的演算法有兩種:一是距離向量;二是鏈路狀態。前一種由路由選擇信息協議(RIP)使用,後一種由開放式最短路徑優先協議(OSPF)使用。

現舉例來說明路由器如何工作。假設由一個路由器連接了三個子網,子網地址(掩碼)分別為1000、2000 和 3000,相互通信的兩個站的地址分別是1400和2034。

假定編址為1400的站向2034發送報文。信源站首先將其網路地址掩碼(1000)與終點網路地址掩碼進行比較,因為兩者不同,源站認識到報文接收者不在同一LAN上, 不能直接發送到接收者。於是該源站便從其路由選擇表中把它所連接的路由器1的地址和該報文置於一個信封內,並將信封發給路由器1。

路由器1收到報文,丟掉信封,觀察報文的終點地址,將其與它具有的3個網路地址掩碼(1000,2000 和 3000)比較。由於與2000相同, 路由器便將報文直接發送給接收者。當然,這個例子是互連網路中最簡單的一種,但基本原理是一樣的。

(二)路由器與網橋的差別

路由器在網路層提供連接服務,用路由器連接的網路可以使用在數據鏈路層和物理層完全不同的協議。由於路由器操作的OSI層次比網橋高,所以,路由器提供的服務更為完善。路由器可根據傳輸費用、轉接時延、網路擁塞或信源和終點間的距離來選擇最佳路徑。路由器的服務通常要由端用戶設備明確地請求,它處理的僅僅是由其它端用戶設備要求定址的報文。

路由器與網橋的另一個重要差別是,路由器了解整個網路,維持互連網路的拓撲,了解網路的狀態,因而可使用最有效的路徑發送包。

網橋和路由器之間功能上的差別經常很模糊。由於網橋變得越來越復雜,它們現在能處理一些以前由路由器處理的日常雜務,這樣使很多路由器失了業。執行路由功能的網橋有時也稱為網橋路由器(brouters)。

2.交換機的英文名稱之為「Switch」,它是集線器的升級換代產品,從外觀上來看的話,它與集線器基本上沒有多大區別,都是帶有多個埠的長方形盒狀體。交換機是按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。

「交換」和「交換機」最早起源於電話通訊系統(PSTN)。我們以前經常在電影或電視中看到一些老的影片時常看到有人在電話機旁狂搖幾下(注意不是撥號),然後就說:跟我接XXX,話務接線員接到要求後就會把相應端線頭插在要接端子上,即可通話。其實這就是最原始的電話交換機系統,只不過它是一種人工電話交換系統,不是自動的,也不是我們今天要談的計算機交換機,但是我們現在要講的計算機交換機也就是在這個電話交換機技術上發展而來。

在計算機網路系統中,交換概念的提出是相對於共享工作模式的改進。我們知道集線器(HUB)是一種共享介質的網路設備,而且HUB本身不能識別目的地址,是採用廣播方式向所有節點發送。即當同一區域網內的A主機給B主機傳輸數據時,數據包在以HUB為架構的網路上是以廣播方式傳輸的,對網路上所有節點同時發送同一信息,然後再由每一台終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。在這種方式下我們知道很容易造成網路堵塞,因為其實接收數據的一般來說只有一個終端節點,而現在對所有節點都發送,那麼絕大部分數據流量是無效的,這樣就造成整個網路數據傳輸效率相當低。另一方面由於所發送的數據包每個節點都能偵聽到,那顯然就不會很安全了,容易出現一些不安全因素。

交換機擁有一條很高帶寬的背部匯流排和內部交換矩陣。交換機的所有的埠都掛接在這條背部匯流排上。控制電路收到數據包以後,處理埠會查找內存中的MAC地址(網卡的硬體地址)對照表以確定目的MAC的NIC(網卡)掛接在哪個埠上,通過內部交換矩陣直接將數據迅速包傳送到目的節點,而不是所有節點,目的MAC若不存在才廣播到所有的埠。這種方式我們可以明顯地看出一方面效率高,不會浪費網路資源,只是對目的地址發送數據,一般來說不易產生網路堵塞;另一個方面數據傳輸安全,因為它不是對所有節點都同時發送,發送數據時其它節點很難偵聽到所發送的信息。這也是交換機為什麼會很快取代集線器的重要原因之一。

交換機還有一個重要特點就是它不是像集線器一樣每個埠共享帶寬,它的每一埠都是獨享交換機的一部分總帶寬,這樣在速率上對於每個埠來說有了根本的保障。另外,使用交換機也可以把網路「分段」,通過對照地址表,交換機只允許必要的網路流量通過交換機,這就是後面將要介紹的VLAN(虛擬區域網)。通過交換機的過濾和轉發,可以有效的隔離廣播風暴,減少誤包和錯包的出現,避免共享沖突。這樣交換機就可以在同一時刻可進行多個節點對之間的數據傳輸,每一節點都可視為獨立的網段,連接在其上的網路設備獨自享有固定的一部分帶寬,無須同其他設備競爭使用。如當節點A向節點D發送數據時,節點B可同時向節點C發送數據,而且這兩個傳輸都享有帶寬,都有著自己的虛擬連接。打個比方就是,如果現在使用的是10Mbps 8埠乙太網交換機,因每個埠都可以同時工作,所以在數據流量較大時,那它的總流量可達到8*10Mbps=80Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB時,因為它是屬於共享帶寬式的,所以同一時刻只能允許一個埠進行通信,那數據流量再忙HUB的總流通量也不會超出10Mbps。如果是16埠、24埠的更是明顯了!

交換機的主要功能包括物理編址、網路拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流量控制。目前一些高檔交換機還具備了一些新的功能,如對VLAN(虛擬區域網)的支持、對鏈路匯聚的支持,甚至有的還具有路由和防火牆的功能。

交換機除了能夠連接同種類型的網路之外,還可以在不同類型的網路(如乙太網和快速乙太網)之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速乙太網或FDDI等的高速連接埠,用於連接網路中的其它交換機或者為帶寬佔用量大的關鍵伺服器提供附加帶寬。

一般來說,交換機的每個埠都用來連接一個獨立的網段,但是有時為了提供更快的接入速度,我們可以把一些重要的網路計算機直接連接到交換機的埠上。這樣,網路的關鍵伺服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。

E. 區域網交換機的基本工作原理

基本工作原理:交換式區域網的核心設備是區域網交換機,區域網交換機可以在它的多個埠之間建立多個並發連接,其中區域網交換機的二層交換是執行橋接功能,根據MAC地址轉發數據,交換速度快,但控制功能弱,沒有路由選擇功能。三層交換根據IP地址轉發數據,具有路由功能。

低交換延遲是區域網交換機的主要特點。從傳輸延遲的量級來看,如果交換機為幾十微秒,則網橋為幾百微秒,路由器為幾千微秒;支持不同的傳輸速率和工作模式;高傳輸寬頻;支持虛擬區域網服務。交換區域網是虛擬區域網的基礎,當前的交換機基本上都只持虛擬區域網。

(5)計算機網路交換機交換擴展閱讀:

交換機的內部結構

1、共享式存儲器結構,這種方式容易實現,但需要很大的內存容量,很高的管理費用。且由於訪問儲存器需要時間,不可能在較大的埠數之間實現線速交換,因此比較適合於小系統交換機。

2、交叉匯流排結構,這種結構適合單點傳輸,對於多點傳輸存在一定的問題。

3、混合交叉匯流排結構,將一體的交叉匯流排矩陣劃分成小的交叉矩陣,中間通過一條高性能的匯流排連接。優點是減少了交叉匯流排數,降低了成本,還減少了匯流排爭用。

4、環形匯流排結構,用於搜集匯流排狀態、處理路由、流量控制和清理數據匯流排。環形匯流排結構的最大優點是擴展能力強,成本低,因為採用環形結構,很容易聚集帶寬,當埠數增加的時候,帶寬就相應增加。

F. 計算機網路採用什麼交換技術

計算機網路採用電路交換、報文交換、分組交換、信元交換四種技術。計算機網路是指將地理位置不同的具有獨立功能的多台計算機及其外部設備,通過通信線路連接起來。在網路操作系統,網路管理軟體及網路通信協議的管理和協調下,實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。

隨著計算機及其互聯技術(也即通常所謂的「網路技術」)的迅速發展,乙太網成為了迄今為止普及率最高的短距離二層計算機網路。而乙太網的核心部件就是乙太網交換機。

不論是人工交換還是程式控制交換,都是為了傳輸語音信號,是需要獨占線路的「電路交換」。而乙太網是一種計算機網路,需要傳輸的是數據,因此採用的是「包交換」。但無論採取哪種交換方式,交換機為兩點間提供「獨享通路」的特性不會改變。就乙太網設備而言,交換機和集線器的本質區別就在於:當A發信息給B時,如果通過集線器,則接入集線器的所有網路節點都會收到這條信息(也就是以廣播形式發送),只是網卡在硬體層面就會過濾掉不是發給本機的信息;而如果通過交換機,除非A通知交換機廣播,否則發給B的信息C絕不會收到(獲取交換機控制許可權從而監聽的情況除外。

G. 什麼叫一層交換機,二層交換機,三層交換機

  1. 一層交換機只支持物理層協議。

  2. 二層交換機支持物理層和數據鏈路層協議,如乙太網交換機三層交換機支持物理層,數據鏈路層及網路層協議,如某些帶路由功能的交換機。

  3. 從ISO/OSI的分層結構上說,交換機可分為二層交換機、三層交換機等。

  4. 二層交換機指的就是傳統的工作在OSI參考模型的第二層--數據鏈路層上交換機,傳統的路由器與外部的交換機一起使用也能解決這個問題,但現在路由器的處理速度已跟不上帶寬要求。因此三層交換機、Web交換機等應運而生。

  5. 三層交換機是一個具有三層交換功能的設備,即帶有第三層路由功能的第二層交換機,但它是二者的有機結合,並不是簡單地把路由器設備的硬體及軟體疊加在區域網交換機上。

H. 計算機網路的數據交換技術有四種,分別是

電路交換、報文交換、分組交換、信元交換
電路交換(CS:circuit
switching)是通信網中最早出現的一種交換方式,也是應用最普遍的一種交換方式,主要應用於電話通信網中,完成電話交換,已有100多年的歷史。
電話通信的過程是:首先摘機,聽到撥號音後撥號,交換機找尋被叫,向被叫振鈴同時向主叫送回鈴音,此時表明在電話網的主被叫之間已經建立起雙向的話音傳送通路;當被叫摘機應答,即可進入通話階段;在通話過程中,任何一方掛機,交換機毀拆除已建立的通話通路,並向另一方送忙音提示掛機,從而結束通話。
報文交換(Message
switching)是一種信息傳遞的方式。報文交換不要求在兩個通信結點之間建立專用通路。結點把要發送的信息組織成一個數據包——報文,該報文中含有目標結點的地址,完整的報文在網路中一站一站地向前傳送。
分組交換(PS:packet
switching)的實質就是將要傳輸的數據按一定長度分成很多組,為了准確的傳送到對方,每個組都打上標識,許多不同的數據分組在物理線路上以動態共享和復用方式進行傳輸,為了能夠充分利用資源,當數據分組傳送到交換機時,會暫存在交換機的存儲器中,然後根據當前線路的忙閑程度,交換機會動態分配合適的物理線路,繼續數據分組的傳輸,直到傳送到目的地。到達目地之後的數據分組再重新組合起來,形成一條完整的數據。
信元交換又叫ATM(非同步傳輸模式),是一種面向連接的快速分組交換技術,它是通過建立虛電路來進行數據傳輸的。