交换式集线器原理和功能介绍 / 知会钻

说起交换式集线器，相信大家都会有些陌生，就好比一部机器，也不可能只由一个主体就能运作，它还需要许许多多的小零件作为辅助工作，没有这些零件它无法运行，零件看时虽微不足道，却起着重要作用。而交换式集线器作为一种交换器，看似可有可无，实则非常重要，下面就让我为大家介绍一下交换式集线器究竟是怎样运行的以及它所带来的作用又有什么呢?

交换式集线器原理和功能

一、交换式集线器原理

1)交换式集线器由：端口、缓冲区、信息帧的转发机构和背板体系结构。交换式集线器可以同时接收多个端口信息，并可以同时将这些信息发向多个目标地址对应的端口。交换式集线器还可以将从一个端口接收的信息发向多个端口。

2)尽管当前FDDI和令牌环的集线器产品已经在市场上出现，然而占绝对优势的仍是10BASE-T和100BASE-T端口的集线器。

3)缓冲能力和拥塞控制

许多交换式集线器厂商选择拥塞控制机制来防止缓冲区溢出的情况发生。拥塞控制可以采用这种方法实现：向高速结点发送“假”冲突，迫使它进入后退状态，暂停数据发送，从而使得集线器得以腾空缓冲区。这种类型的拥塞控制适用于半双工端口。

4)转发机构

交换式集线器具有网桥的功能，它必须知道要转发的信息帧的类型。信息帧的转发方法可以是存储转发式、切入式或改进的切入式。交换式集线器中，帧转发机构将在帧的延迟等待和错误检验的可靠性之间作出折衷选择。

三种转发机构分别如下：

存储转发式: 将发来的帧在发送到一个端口之前先全部存储在内部存储器中。

切入式: 只查看信息帧的目的地址(位于帧头部分)，然后立即进行信息帧的转发，从而使得帧的延迟大为降低。

改进型切入式: 这种方式综合了以上两种方式的优点。其方法是先保存帧头的64个字节，如果帧不正确，则立即丢弃，因为通过帧的头64个字节就可以判断出包的好坏，所以这种方式是以上两种方式的折衷。

5)背板体系结构

交换式集线器的背板体系结构定义了如何通过其内部的电子线路完成从一个端口向另一个端口转发信息帧。

交换式集线器通常有两种工作方式：循环法和优先端口服务模式，这两种方法对应着两种不同的背板体系结构。

6)网络管理

共享介质网络中，所有网络端口都可以监听该网络段上的所有通信，网络管理较易实现。而对于交换式以太网，由于各网络交换式集线器要对通信流进行交换，交换式集线器的管理方案主要有两种。一种是将管理的功能纳入到集线器的背板体系结构中，由背板上的功能部件进行信息统计，并将结果以唯一的以太网址存储在管理部件中。第二种方法叫作“端口别名法”，它允许交换式集线器将任何给定的端口“映射”到专用的管理端口上。

7)交换式集线器的其他特点

交换式集线器的特殊点是每端口支持多少网络地址，由于每一端口都象一个进行转发的网桥，所以集线器要保持一张该端口外的所有结点地址表。交换式集线器的另外一个特点是可配置性。

8)全双工原理

目前许多种交换式集线器都支持全双工的通信方式。常规的以太网基于共享介质，采用半双工方式。因为，共享介质网络中，一个站发送数据时，其他站点必须监听。采用全双工，可以使速率达到200Mbps，点-点距离采用光纤时可达2km。

9)第三层交换

交换式集线器端口具有网桥功能，可看成是多端口网桥。网桥工作的基本原则是具有过滤作用，将进入帧的但目标地址不属于本端口连接的各工作站MAC地址的帧转发到其他端口，如果是非法或错误的地址，则集线器各端口都会转发出去，形成广播风暴。为了避免广播风暴，在100BASE-FL集线器中引入第三层交换(Layer 3 Switching)，该交换式集线器除按第二层MAC地址进行交换外，还工作在第三层及网络层。

二、交换式集线器的作用:

交换式集线器，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用，由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避免了和其他端口发生碰撞。

由于交换式集线器的运行原理相对比较专业化，在操作过程中也需要了解一定的专业术语，可能一时间刚接触可能我们比较难以理解它的运行方式，但通过上文的讲述，相信大家对它已经有了一定的认识，每个产品的出现都会有它运行的理由，交换式集线器作为一种能够传递信息，成功对信息进行转化的工具来说，已广泛应用社会的各个领域中。

交换式集线器原理和功能介绍

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