交換機(jī)(學(xué)習(xí)資料)

交換機(jī)的交換容量又稱為背板帶寬或交換帶寬，是交換機(jī)接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。交換容量表明了交換機(jī)總的數(shù)據(jù)交換能力，單位為Gbps,—般的交換機(jī)的交換容量從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺(tái)交換機(jī)的交換容量越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)，但同時(shí)設(shè)計(jì)成本也會(huì)越高。我們?nèi)绾稳ズ饬恳粋€(gè)交換機(jī)的交換容量是否夠用呢？1） 所有端口容量乘以端口數(shù)量之和的2倍應(yīng)該小于交換容量，這樣可實(shí)現(xiàn)全雙工無阻塞交換,證明交換機(jī)具有發(fā)揮最大數(shù)據(jù)交換性能的條件。2） 滿配置吞吐量（Mpps）=滿配置端口數(shù)x1.488Mpps,其中1個(gè)千兆端口在包長(zhǎng)為64字節(jié)時(shí)的理論吞吐量為1.488Mpps。交換容量資源的利用率與交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。目前交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：一是共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接，由核心引擎檢查每個(gè)輸入包以決定路由。這種方法需要很大的內(nèi)存帶寬、很高的管理費(fèi)用，尤其是隨著交換機(jī)端口的增加，中央內(nèi)存的價(jià)格會(huì)很高，因而交換機(jī)內(nèi)核成為性能實(shí)現(xiàn)的瓶頸：二是交叉總線結(jié)構(gòu)，它可在端口間建立直接的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這對(duì)于單點(diǎn)傳輸性能很好，但不適合多點(diǎn)傳輸；三是混合交叉總線結(jié)構(gòu)，這是一種混合交叉總線實(shí)現(xiàn)方式，它的設(shè)計(jì)思路是，將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能的總線連接。其優(yōu)點(diǎn)是減少了交叉總線數(shù)，降低了成本，減少了總線爭(zhēng)用：但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。1）線速的背板帶寬考察交換機(jī)上所有端口能提供的總帶寬。計(jì)算公式為端口數(shù)*相應(yīng)端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬三標(biāo)稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速的。2） 第二層包轉(zhuǎn)發(fā)線速第二層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量x1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計(jì)算方法，如果這個(gè)速率能三標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機(jī)在做第二層交換的時(shí)候可以做到線速。3） 第三層包轉(zhuǎn)發(fā)線速第三層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量xl.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計(jì)算方法，如果這個(gè)速率能＜標(biāo)稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機(jī)在做第三層交換的時(shí)候可以做到線速。那么,1.488Mpps是怎么得到的呢？包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包（最小包）的個(gè)數(shù)作為計(jì)算基準(zhǔn)的。對(duì)于千兆以太網(wǎng)來說，計(jì)算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64+8+12）byte=1,488,095pps說明：當(dāng)以太網(wǎng)幀為64byte時(shí)，需考慮8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。故一個(gè)線速的千兆以太網(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時(shí)的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps?？焖僖蕴W(wǎng)的統(tǒng)速端口包轉(zhuǎn)發(fā)率正好為千兆以太網(wǎng)的十分之一，為148.8kpps。*對(duì)于萬兆以太網(wǎng)，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。*對(duì)于千兆以太網(wǎng)，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。*對(duì)于快速以太網(wǎng)，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.1488Mpps。*對(duì)于0C-12的POS端口，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.17Mpps。*對(duì)于OC－48的POS端口，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為468MppS。所以說，如果能滿足上面三個(gè)條件，那么我們就說這款交換機(jī)真正做到了線性無阻塞背板帶寬資源的利用率與交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。目前交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：一是共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接，由核心引擎檢查每個(gè)輸入包以決定路由。這種方法需要很大的內(nèi)存帶寬、很高的管理費(fèi)用，尤其是隨著交換機(jī)端口的增加，中央內(nèi)存的價(jià)格會(huì)很高，因而交換機(jī)內(nèi)核成為性能實(shí)現(xiàn)的瓶頸；二是交叉總線結(jié)構(gòu)，它可在端口間建立直接的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這對(duì)于單點(diǎn)傳輸性能很好，但不適合多點(diǎn)傳輸；三是混合交叉總線結(jié)構(gòu)，這是一種混合交叉總線實(shí)現(xiàn)方式，它的設(shè)計(jì)思路是，將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能的總線連接。其優(yōu)點(diǎn)是減少了交叉總線數(shù)，降低了成本，減少了總線爭(zhēng)用；但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。包轉(zhuǎn)發(fā)率：?jiǎn)挝灰话銥閜ps,packetpersecond,一般指3層的轉(zhuǎn)發(fā)速率（二層轉(zhuǎn)發(fā)速率沒有太大意義，交換機(jī)在很早就實(shí)現(xiàn)了線速轉(zhuǎn)發(fā)wirespeedforwarding）。衡量轉(zhuǎn)發(fā)率時(shí)，一般用小包即64字節(jié)的包。原因：早期的路由器上共享內(nèi)存架構(gòu)，每一條新流必須查找一次路由表而查找路由表的工作由CPU進(jìn)行，而由于當(dāng)時(shí)路由器CPU的處理速度很低遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法對(duì)快速以太網(wǎng)之類的介質(zhì)做快速轉(zhuǎn)發(fā)。采用小包來測(cè)試可以測(cè)試出路由器路由表查找能力（包越小，則需要查找路由表的次數(shù)越多，這個(gè)很好理解吧？）。交換容量：?jiǎn)挝灰话銥镚,早期路由器一般為總線體系結(jié)構(gòu)，所有的接口和CPU通過一根PCI總線線路（對(duì)，就是PC上的PCI總線，C7200當(dāng)前也還是采用這種體系結(jié)構(gòu)）。眾所周知，總線系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)性能很有限，一般為8G。因此在測(cè)試時(shí)采用1500字節(jié)的大包，力圖在測(cè)試中盡量將路由器的總線給塞滿，以測(cè)試出路由器的交換容量。1） 交換容量?jī)蓧K主控板（含Crossbar交換網(wǎng)片）1＋1冗余備份。每塊接口板通過兩條高速總線分別連到兩塊主控板上的Crossbar，兩條高速總線1+1冗余備份。每條高速總線由6對(duì)（12條）3.125Gbps的SERDES組成，帶寬為37.5Gbps，有效帶寬為30Gbps（8B/10B編碼），兩塊主控板負(fù)荷分擔(dān)時(shí)有效帶寬60Gbps。即每塊接口板帶寬：Serders總線數(shù)量x每條Serdes的帶寬x（8B/10B編碼的開銷）x兩塊主控板負(fù)荷分擔(dān)：（6x2）x3.125x（8B/10B）x2=60Gbps/CardS8505:60Gbps/Card*5=300GbpsS8508:60Gbps/Card*8=480GbpsS8512:60Gbps/Card*12=720GbpsS8502吞吐量：?jiǎn)谓粨Q網(wǎng)板時(shí)，120G+2*60G=240Gbps；雙交換網(wǎng)板時(shí)，120G*2=240Gbps；2） 背板帶寬兩塊主控板（含Crossbar交換網(wǎng)片）：1+1冗余備份。每塊接口板通過兩條高速總線分別連到兩塊主控板上的Crossbar，兩條高速總線1+1冗余備份。每條高速總線由6對(duì)（12條）3.125Gbps的SERDES組成。同時(shí)預(yù)留一倍高速總線用于交換容量翻倍。S8512背板的Serdes（高速差分線）數(shù)量為6x2x2x12x2=576;背板帶寬為：576x3.125Gbps=1.8Tbps。同理：S8508背板的Serdes（高速差分線）數(shù)量為6x2x2x8x2=384;背板帶寬為384x3.125Gbps=1.2TbpsS8505背板的Serdes（高速差分線）數(shù)量為6x2x2x5x2=240;背板帶寬為240x3.125Gbps=750GbpsS8502背板的Serdes（高速差分線）數(shù)量為6x12x2=144;背板帶寬為144x3.125Gbps=450Gbps3）包轉(zhuǎn)發(fā)率線速1Gbps等效于包轉(zhuǎn)發(fā)率（按最小包長(zhǎng)64字節(jié)計(jì)算）：（1x10A9bit/s）/（84Byte/packet*8bit/Byte）=1.488MppsS8500系列分布式轉(zhuǎn)發(fā)，每塊接口板可支持24Ge線速：24Gbps*1.488Mpps/Gbps=35.712Mpps/CardS8512包轉(zhuǎn)發(fā)率：35.712Mpps/card*12cards=428.54Mpps取整數(shù)428Mpps。類似的，S8508、S8505、S8502包轉(zhuǎn)發(fā)率分別為285Mpps,178Mpps、142Mpps。4） 業(yè)務(wù)板性能Firewall的性能：64字節(jié)包長(zhǎng)200Mbps，1500字節(jié)包長(zhǎng)2Gbps;IPSec性能：64字節(jié)包長(zhǎng)70Mbps，1400字節(jié)包長(zhǎng)600Mbps;NAT處理能力約為4.5Mpps（3GE線速）；VPLS處理能力約為4.5Mpps（3GE線速）；交換式局域網(wǎng)所有站點(diǎn)都連接到一個(gè)交換式集線器或局域網(wǎng)交換機(jī)上。交換式集線器或局域網(wǎng)交換機(jī)具有交換功能，它們的特點(diǎn)是：所有端口平時(shí)都不連通，當(dāng)工作站需要通信時(shí)，交換式集線器或局域網(wǎng)交換機(jī)能同時(shí)連通許多端口，使每一對(duì)端口都能像獨(dú)占通信媒體那樣無沖突的傳輸數(shù)據(jù)，通信完成后斷開連接。由于消除了公共的通信媒體，每個(gè)站點(diǎn)獨(dú)自使用一條鏈路，不存在沖突問題，可以提高用戶的平均數(shù)據(jù)傳輸速率，即容量得以擴(kuò)大。交換式局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，容易擴(kuò)展，而且每個(gè)用戶的帶寬并不因?yàn)榛ミB的設(shè)備增多而降低。（2）由于消除了公共的通信媒體，每個(gè)站點(diǎn)獨(dú)自使用一條鏈路，不存在沖突問題，可以提高用戶的平均數(shù)據(jù)傳輸速度。交換式局域網(wǎng)無論是從物理上還是邏輯上都是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，多臺(tái)交換式集線器可以串接，連成多級(jí)星形結(jié)構(gòu)。交換式局域網(wǎng)可向用戶提供共享式局域網(wǎng)不能實(shí)現(xiàn)的一些功能，主要包括以下幾個(gè)方面：（1）隔離沖突域在共享式以太網(wǎng)中，使用CSMA/CD算法來進(jìn)行介質(zhì)訪問控制。如果兩個(gè)或者更多站點(diǎn)同時(shí)檢測(cè)到信道空閑而有幀準(zhǔn)備發(fā)送，它們將發(fā)生沖突。一組競(jìng)爭(zhēng)信道訪問的站點(diǎn)稱為沖突域。顯然同一個(gè)沖突域中的站點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)信道，便會(huì)導(dǎo)致沖突和退避。而不同沖突域的站點(diǎn)不會(huì)競(jìng)爭(zhēng)公共信道，它們則不會(huì)產(chǎn)生沖突。在交換式局域網(wǎng)中，每個(gè)交換機(jī)端口就對(duì)應(yīng)一個(gè)沖突域，端口就是沖突域終點(diǎn)，由于交換機(jī)具有交換功能，不同端口的站點(diǎn)之間不會(huì)產(chǎn)生沖突。如果每個(gè)端口只連接一臺(tái)計(jì)算機(jī)站點(diǎn)，那么在任何一對(duì)站點(diǎn)之間都不會(huì)有沖突。若一個(gè)端口連接一個(gè)共享式局域網(wǎng)，那么在該端口的所有站點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生沖突，但該端口的站點(diǎn)和交換機(jī)其他端口的站點(diǎn)之間將不會(huì)產(chǎn)生沖突。因此，交換機(jī)隔離了每個(gè)端口的沖突域。（2）擴(kuò)展距離交換機(jī)可以擴(kuò)展LAN的距離。每個(gè)交換機(jī)端口可以連接不同的LAN，因此，每個(gè)端口都可以達(dá)到不同LAN的技術(shù)所要求的最大距離，而與連接到其他交換機(jī)端口LAN的長(zhǎng)度無關(guān)。增加總?cè)萘吭诠蚕硎絃AN中，其容量由所有接入設(shè)備共享。而在交換式局域網(wǎng)中，由于交換機(jī)的每個(gè)端口具有專用容量，交換式局域網(wǎng)總?cè)萘侩S著交換機(jī)的端口數(shù)量而增加。所以交換機(jī)提供的數(shù)據(jù)數(shù)傳輸容量比共享式LAN大得多。數(shù)據(jù)率靈活性對(duì)于共享式LAN,不同LAN采用不同數(shù)據(jù)率，但連接到同一共享式LAN的所有設(shè)備必須使用同樣的數(shù)據(jù)率。而對(duì)于交換式局域網(wǎng)，交換機(jī)的每個(gè)端口可以使用不同的數(shù)據(jù)率，所以可以以不同數(shù)據(jù)率部署站點(diǎn)，非常靈活。基本原理交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備使局域網(wǎng)交換機(jī)，局域網(wǎng)交換機(jī)可以在它的多個(gè)端口之間建立多個(gè)并發(fā)連接。典型的交換式局域網(wǎng)使交換式以太網(wǎng)(switchedEthernet)，它的核心部件是以太網(wǎng)交換機(jī)(Ethernetswitch)。以太網(wǎng)交換機(jī)可以有多個(gè)端口，每個(gè)端口可以單獨(dú)與一個(gè)結(jié)點(diǎn)連接，也可以與一個(gè)共享介質(zhì)式的以太網(wǎng)集線器連接。1.局域網(wǎng)交換機(jī)的分類：按照所執(zhí)行的功能不同，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為兩種。(1)二層交換：執(zhí)行橋接功能，是根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，交換速度快，但控制功能弱，沒有路由選擇功能。(2)三層交換：是根據(jù)IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，具有路由功能。三層交換是二層交換與路由功能的有機(jī)組合。技術(shù)特點(diǎn)(1)低交換延遲。這是交換機(jī)得主要特點(diǎn)。從傳輸延遲的量級(jí)來看，如果交換機(jī)為幾十微秒，則網(wǎng)橋?yàn)閹装傥⒚?，路由器為幾千微秒?2)支持不同的傳輸速率和工作模式。交換機(jī)的端口可以支持不同的傳輸速率，如支持10Mbps、100Mbps等。端口可以支持兩種工模式全雙工和半雙工。(3)高傳輸寬帶。(4)支持虛擬局域網(wǎng)服務(wù)。交換局域網(wǎng)是虛擬局域網(wǎng)的基礎(chǔ)，當(dāng)前的交換機(jī)基本上都只持虛擬局域網(wǎng)。編輯本段局域網(wǎng)交換機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定交換機(jī)的性能，目前采用的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有4種：(1)共享式存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu):共享儲(chǔ)存器結(jié)構(gòu)是幀直接從存儲(chǔ)器傳送到輸出端口，各模塊之間不需要用背板總線連接，依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接，由中心交換引擎檢查每個(gè)輸入包以決定路由。這種方式容易實(shí)現(xiàn)，但需要很大的內(nèi)存容量，很高的管理費(fèi)用。且由于訪問儲(chǔ)存器需要時(shí)間，不可能在較大的端口數(shù)之間實(shí)現(xiàn)線速交換，因此比較適合于小系統(tǒng)交換機(jī)。（2）交叉總線結(jié)構(gòu)：交叉總線式結(jié)構(gòu)在端口間建立直接的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，每一模塊都直接和任何其他模塊相連。每一模塊自己處理連接問題。不需要中心交換陳列模塊進(jìn)行集中控制。這種結(jié)構(gòu)適合單點(diǎn)傳輸，對(duì)于多點(diǎn)傳輸存在一定的問題。（3）混合交叉總線結(jié)構(gòu)：混合交叉總線結(jié)構(gòu)是在交叉總線結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)得來的。它是將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能的總線連接。優(yōu)點(diǎn)是減少了交叉總線數(shù)，降低了成本，還減少了總線爭(zhēng)用。但連接交叉矩陣的總線可能稱為新的性能瓶頸。（4）環(huán)形總線結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)在1個(gè)環(huán)內(nèi)最多支持4個(gè)交換引擎并且允許不同速度的交換矩陣互聯(lián)，環(huán)與環(huán)之間通過交換引擎連接。與前幾種結(jié)構(gòu)不同的是此種結(jié)構(gòu)有獨(dú)立的一條控制總線，用于搜集總線狀態(tài)、處理路由、流量控制和清理數(shù)據(jù)總線。環(huán)形總線結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)展能力強(qiáng)，成本低，因?yàn)椴捎铆h(huán)形結(jié)構(gòu)，很容易聚集帶寬，當(dāng)端口數(shù)增加的時(shí)候，帶寬就相應(yīng)增加了。另外，它還有效的避免了系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)造成的總線瓶頸。交換方式交換機(jī)的交換方式一般地，交換機(jī)主要通過以下4中方式實(shí)現(xiàn)交換。（1）直通式：在這種模式下，交換機(jī)只需要知道幀的目的MAC地址就可以成功的將幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。在交換機(jī)讀取到幀中足夠的信息并能識(shí)別出目的地址后，它將立即把幀發(fā)送到目的端口。直通式的優(yōu)點(diǎn)是由于不需要存儲(chǔ)，延遲非常小，交換非?？?。但是缺點(diǎn)是由于沒有緩存，數(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(cè)能力，而且容易丟包。（2） 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式是將輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲(chǔ)起來，然后進(jìn)行CRC檢查，在對(duì)錯(cuò)誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址，通過查找MAC地址表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出包。由于這種方式可以對(duì)進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)，使網(wǎng)絡(luò)中的無效幀大大減少，所以可有效的改善網(wǎng)絡(luò)性能。但是缺點(diǎn)是由于需要存儲(chǔ)再轉(zhuǎn)發(fā)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理時(shí)延大，然而隨著ASIC的降低以及處理器的速度的增加，許多新的交換機(jī)都可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)幀的檢查，所以這種交換方式應(yīng)用比較廣泛。（3） 碎片隔離：碎片隔離是上述兩種技術(shù)的綜合。它檢查數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度是否夠64B,如果小于這個(gè)值，說明是假包，則丟棄該包；如果大于這個(gè)值，則發(fā)送該包。這種方式也不能提供數(shù)據(jù)校驗(yàn)。它的數(shù)據(jù)處理速度比存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式快，但比直通式慢。（4）智能交換模式:智能交換模式集中了直通式和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式兩者的優(yōu)點(diǎn)。只要可能，交換機(jī)總是采用直通式模式，但是一旦網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)率超過了事先設(shè)定的閾值，交換機(jī)將采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)率下降后，又重新開始直通式模式。技術(shù)特點(diǎn)低交換延遲這是局域網(wǎng)交換機(jī)的主要特點(diǎn)，從傳輸延遲時(shí)間的量級(jí)來看，如果局域網(wǎng)交換機(jī)為幾十RS,那么網(wǎng)橋?yàn)閹装賀S,而路由器為幾千gSo支持不同的傳輸速率和工作模式局域網(wǎng)交換機(jī)的端口可以設(shè)計(jì)成支持不同的傳輸速率，例如支持10Mb/s的端口、支持100Mb/s的端口、支持100Mb/s的端口。同時(shí)，端口還可以設(shè)計(jì)成支持半雙共和全雙工兩種工作模式。支持虛擬局域網(wǎng)服務(wù)交換式局域網(wǎng)是虛擬局域網(wǎng)的基礎(chǔ),目前的Ethernet交換機(jī)基本上都可以支持虛擬局域網(wǎng)服務(wù)。高傳輸帶寬編輯本段全雙工局域網(wǎng)全雙工局域網(wǎng)的概念所有共享式局域網(wǎng)都是半雙工方式的，即信道在任何時(shí)候只能在一個(gè)方向上傳輸數(shù)據(jù)，要么就是發(fā)送數(shù)據(jù)，要么就是接收數(shù)據(jù)，不能二者兼而有之。因?yàn)楣蚕硎骄钟蚓W(wǎng)中所有的用戶都依賴單條共享介質(zhì)，所以在技術(shù)上不可能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。全雙工局域網(wǎng)每個(gè)站點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，一對(duì)線用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對(duì)線用于接收數(shù)據(jù)。交換技術(shù)是全雙工以太網(wǎng)的必要前提，因?yàn)槿p工要求只有兩個(gè)站的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接。但有一點(diǎn)要注意，交換式局域網(wǎng)并不自動(dòng)就是全雙工操作，只有在交換器中設(shè)置了全雙工端口以及做一些相應(yīng)的改進(jìn)，交換式局域網(wǎng)才是全雙工局域網(wǎng)。全雙工局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)由于同時(shí)發(fā)送和接收，這在理論上可以使傳輸速度翻一番。例如工作于全雙工模式的10BASE-T雙絞線鏈路速率可達(dá)20Mbit/s。網(wǎng)段長(zhǎng)度不再受共享介質(zhì)半雙工局域網(wǎng)計(jì)時(shí)要求的限制，它只受介質(zhì)系統(tǒng)本身傳輸信號(hào)能力的限制。例如，在半雙工模式下，100BASE-FX光纖網(wǎng)段長(zhǎng)度限制為412m,而同樣的介質(zhì)系統(tǒng)在全雙工模式下的長(zhǎng)度可達(dá)2000m。3.全雙工局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE與1997年3月正式制定了802.3x全雙工局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了全雙工操作的使用方法以及全雙工流量控制機(jī)制。IEEE802.3X標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定全雙工操作應(yīng)該滿足以下要求：物理介質(zhì)必須不受干擾地支持同步發(fā)送和接收信號(hào)；全雙工點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路必須連接兩個(gè)站點(diǎn)；局域網(wǎng)上的兩個(gè)站點(diǎn)都可以而且已配置成使用全雙工模式。這意味著兩個(gè)局域網(wǎng)接口必須可以同時(shí)發(fā)送和接收幀。編輯本段虛擬局域網(wǎng)(VLAN)編輯本段體系結(jié)構(gòu)大型局域網(wǎng)總是由多個(gè)局域網(wǎng)通過多種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，如網(wǎng)橋、路由器或交換機(jī)等連接而成的。由于對(duì)局域網(wǎng)帶寬不斷增長(zhǎng)的要求必須在以太網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)固定的10Mbps或16Mbps的帶寬限制下，所以在一個(gè)典型的局域網(wǎng)設(shè)計(jì)中不同局域網(wǎng)段的數(shù)目正迅速性地增長(zhǎng)著。交換式局域網(wǎng)，作為一種能通過增加網(wǎng)段提高局域網(wǎng)容量的技術(shù)，已經(jīng)迅速地確立了它自己的地位。這是因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)交換機(jī)能夠以較低的成本在多個(gè)網(wǎng)段提供高質(zhì)量的報(bào)文傳輸服務(wù)。這正如以前的路由器，作為連接局域網(wǎng)段的互連設(shè)備曾大量替代了互連網(wǎng)橋，而現(xiàn)在交換機(jī)趨向于替代局域網(wǎng)中的路由器。交換式局域網(wǎng)中路由選擇的作用：在了解局域網(wǎng)中交換和路由選擇各自的作用之前，首先應(yīng)該明白這兩種技術(shù)的差別。局域網(wǎng)交換機(jī)有點(diǎn)象網(wǎng)橋，通常它們互連同種類型的局域網(wǎng)段，如都是以太網(wǎng)段或都是令牌環(huán)網(wǎng)段的情形。它們?cè)诙丝谥g透明地傳送信息，以令牌環(huán)網(wǎng)為例，就是用源路由選擇的方法。透明交換機(jī)對(duì)端站是不可見的，它們通過檢查傳送到它們端口的局域網(wǎng)段中的所有信息包來進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而得知各站點(diǎn)的位置，并根據(jù)在每個(gè)信息包中的目的網(wǎng)絡(luò)地址把信息包送往適當(dāng)?shù)亩丝凇＿@也意味著它們的運(yùn)作獨(dú)立于與端站之間互相通信的協(xié)議，不管是TCP/IP協(xié)議，還是NovellIPX，NETBIOS或者IBM的SNA協(xié)議。令牌環(huán)網(wǎng)的源路由選擇交換機(jī)與透明交換機(jī)不同之處僅在于，源路由選擇交換機(jī)是根據(jù)由端站往每個(gè)信息包中插入的信息來把信息包送往相應(yīng)的端口，同樣這也是獨(dú)立于下層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的。但在一些情況中，交換機(jī)可用來互連不同類型的局域網(wǎng)，例如，一些交換機(jī)可互連FDDI主干網(wǎng)和以太網(wǎng)段。在這種情形下，交換機(jī)只是在以太網(wǎng)和FDDI幀之間作些簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換工作，這樣就遵循了對(duì)端站的透明性原則。另一方面，路由器被設(shè)計(jì)成具有把任何類型的網(wǎng)絡(luò)信息包傳送到任何其他類型網(wǎng)絡(luò)的能力，它們對(duì)端站是不透明的：事實(shí)上，當(dāng)一個(gè)以太網(wǎng)的端站想要路由器另一端的站點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，它只是對(duì)相應(yīng)的路由器進(jìn)行尋址，而不是目的站點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)路由器從一個(gè)以太網(wǎng)段收到一個(gè)要發(fā)往另一個(gè)網(wǎng)段的信息包時(shí)，路由器取出報(bào)文的頭部，檢查報(bào)頭中的目的地址，然后根據(jù)這些信息查詢相應(yīng)的表，確定這個(gè)目的站點(diǎn)是否位于它的一個(gè)直接相連的局域網(wǎng)段中，否則，該信息包應(yīng)被送往另一個(gè)路由器，在作出相應(yīng)的決定后，這個(gè)路由器將為這個(gè)信息包添加新的報(bào)頭并將它發(fā)送出去。為了確定信息包往哪一個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)，路由器要維護(hù)復(fù)雜的查找表，這些表是由每個(gè)路由器與網(wǎng)絡(luò)中的其它路由器相互合作