靜態、動態以太網交換技術　

以太網交換技術具有許多類型，各自宣傳其具有不同的優點；通過簡單的鼠標即可增加、移動和改變往來落的結構；比網橋和路由器更為有效地進行網絡分段；為高性能工作站或服務器提供高寬帶。網絡管理者渴望采用這些技術，但是首先他們想了解各種以太網交換技術。當前有兩種以太網交換技術：靜態以太網交換和動態以太網交換。

一、靜態以太網交換

靜態以太網交換是為網絡管理者通過軟件來完成網絡配置的增加、移動及改變而設計的。靜態以太網交換工作與傳統的共享式網絡環境。所以稱為“靜態”是由于需要網絡管理員的人工干預，既每次網絡節點的移動和增加，網絡管理員必須通過網絡管理軟件進行操作。一旦一次靜態交換操作完成，用戶或工作站將被移到一個新的共享網段，并且一直呆在那里直到另一次新的操作。

靜態交換允許網絡管理員在一個HUB內將用戶容易地從一個共享局域網總線移到另外一個共享局域網總線。如圖1所示，集線器的以太網總線1是由工程部8臺工作站共享的以太網網段。而以太網總線4是由市場部的工作站所共享（這些工作站在圖中未標注）的網段，以上兩個網段都是傳統的共享局域網。當工程部某位工程師調至市場部，希望將其工作站連至市場部局域網段（以太網總線4）時，該如何操作？

圖1

對靜態以太網交換，網絡管理員只需通過網絡管理工作站的集線器圖形界面，用鼠標將調離的工程師工作站所對應的端口從總線1拉至總線4即可。這種改變只需幾秒鐘的時間。而傳統的方法，則需網絡管理員通過查線、撥號、重新布線等一系列的工作才能完成。顯然，在網絡結構需經常改變的場合，靜態交換以太網極為適宜。靜態交換不能改變帶寬(性能), 用戶唯一可以提高網絡性能的方法是將工作站從擁擠的網段移到空閑的網段.只有動態以太網交換才可以增加標準以太網的帶寬(性能).

二、動態以太網交換　　

動態以太網交換最初設計思路來源于電話網, 即在一個系統內同時按需存在許多點-點會話.動態以太網交換可以在不改變標準以太網節點設備的同時( 即工作站和服務器采用標準的以太網卡,驅動程序,電纜和應用程序),極大地提高網絡的帶寬. 其工作過程如下:交換機檢查來自PC的數據包; 交換機識別該數據包的源地址和目的地址;交換機動態打開一專用的10Mbps鏈路,將包由源地址端口傳送至目的地址端口.

以圖2為例,動態交換檢查由A工作站發往B工作站的數據包,在A與B 之間動態建立一專用的10Mbps鏈路.顯然,不象傳統的共享以太網, 數據包不是發往網絡上的所有工作站,而是對每一數據傳輸產生專用的10Mbps鏈路.而連接到動態交換上的工作站及服務器仍使用標準的以太網卡,驅動程序,電纜及應用程序.

圖

在動態交換的內部,標準以太網的沖突式網絡存取機制(CSMA/CD)不再存在, 與以太網相依存的"沖突"顯著變小或不復存在, 每一用戶昀可獨立享受局域網的全部帶寬(以太網10Mbps),所有的數據包都通過專用的點對點10Mbps鏈路進行交換,因此以太網交換為諸如客戶機/服務器應用,分布式數據庫,圖像處理,CAD,甚至多媒體等數據密集型網絡應用提供了足夠的帶寬.因為數據不昌傳送到所有的端口,網絡也難以被竊聽,所以動態交換環境比共享式以太網更加安全.

動態交換同時檢查所有數據包,同時開辟許多的10Mbps 專用鏈路以完成并行的數據通信.這樣在任何時間內可以存在許多專用的源-目的以太網. 動態交換以太網的這種并行的,點對點特性與電話網相似,同時也與FTM相近.一旦一個獨立的端口通信完成,動態交換釋放此鏈路.因此,動態交換的帶寬流量是按需的,這種按需帶寬特性是ATM網的另一特性.但因動態以太網交換是建立在標準以太網基礎上( 標準接口卡,驅動,電纜和應用) , 用戶可以保留其在原有以太網上的投資和基礎上, 獲得像ATM一樣的專用帶寬及安全保密性.

三、以太網交換技術分類　　

上面已討論了動態交換和靜態交換在功能和應用上的基本差異, 下面將著重討論每種交換技術的兩種實現方式:

動態端口交換

動態段交換　

靜態端口交換　

靜態模塊交換

對靜態交換而言,模塊交換和端口交換差別很小,它們可應用于相同的場合, 而對動態交換,段交換與端口交換的應用明顯不同.

1.動態端口交換

動態端口交換的功能已在前面講述過,每一端口聯接到單一的工作站或服務器. 因為每一端口可被按需賦予一個獨立的 10Mbps專用以太網鏈路,這樣可以賦予每一工作站或服務器更高的網絡帶寬.

2.動態段交換　　

動態段交換與動態端口交換的功能相似,通過交換結構,按需提供專用的端口間10Mbps專用鏈路.每一動態段交換端口可以連接一個網段(即傳統的共享以太網),而不只是一個工作站或服務.動態段交換通過對大量MAC地址的識別來完成此功能。用端口連結整個網段,可以使動態段交換取代現今分段網絡中的路由器及網橋.

如果網段A的用戶在網段內發送數據包, 交換識別數據為本網段數據包而不允許這些數據包進入其它網段.但是如果網絡段A的用戶發送數據包到網絡段B,則交換機識別那些傳送至網段B的數據包,分配一專用的10Mbps鏈路，發送數據包到網段B的目的用戶.網絡分段,即將一個大的擁擠的網絡分成一系列的小型網絡,每一網絡具有小的用戶和小的流量.

以前網絡分段一般是通過網橋和路由器來實現的, 而采用動態段交換對網絡分段比用網橋和路由器更優越,理由如下: 

(1)價低.

(2)易管理,而路由器需要QSI協議中網絡層的復雜網絡管理.

(3)更快速,因為交換只檢測其數據包頭中的源及目的地址, 而網橋及路由器則需檢測整個包,這樣交換所產生的時延比網橋及路由器小得多.

3.靜態端口交換　　

靜態端口交換允許網絡管理員通過軟件將用戶工作站從一條共享以太網總線移到另一條，靈活地對網絡進行增加,減少所需的交換模塊訂貨量.例如,在網絡上增加8個用戶,他們工作于4個不同的部門,在4條不同的以太網總線上。所有這些用戶可以采用一塊單一的端口交換模塊來實現.與此相比,以前則需購4 塊新的模塊并連到不同的總線,但每個新的模塊的大部分端口是未用的,造成低效及浪費.

4.靜態模塊交換　　

靜態模塊交換也是由軟件來實現網絡的增加,移動和改變.與靜態端口交換不同的是,靜態模塊交換是將整個模塊(包括模塊上的所有端口) 從一條共享總線移至另一條共享總線.