共享式以太网与交换式以太网的区别是什么?

共享式以太网与交换式以太网的区别是什么?,第1张

网络中的共享和交换这两个概念。在此,打个比方,同样是10个
车道的马路,如果没有给道路标清行车路线,那么车辆就只能在无序的状态下抢道或占道通行,容易发生交通堵塞和反向行驶的车辆对撞,使通行能力降低。为了避免上述情况的发生,就需要在道路上标清行车线,保证每一辆车各行其道、互不干扰。共享式网络就相当于前面所讲的无序状态,当数据和用户数量超出一定的限量时,就会造成碰撞冲突,使网络性能衰退。而交换式网络则避免了共享式网络的不足,交换技术的作用便是根据所传递信息包的目的地址,将每一信息包独立地从端口送至目的端口,避免了与其它端口发生碰撞,提高了网络的实际吞吐量。
共享式以太网存在的主要问题是所有用户共享带宽,每个用户的实际可用带宽随网络用户数的增加而递减。这是因为当信息繁忙时,多个用户都可能同进“争用”一个信道,而一个通道在某一时刻只充许一个用户占用,所以大量的经常处于监测等待状态,致使信号在传送时产生抖动、停滞或失真,严重影响了网络的性能。
集线器上是一个中继器,而中继器的主要功能是对接收到的信号进行整形再生放大,使被衰减的信号再生(恢复)到发送时的状态,以扩大网络的传输距离,而不具备信号的定向传送能力。
交换式以太网中,交换机供给每个用户专用的信息通道,除非两个源端口企图将信息同时发往同一目的端口,否则各个源端口与各自的目的端口之间可同时进行通信而不发生冲突。

交换式以太网的工作原理
以太网交换机的原理很简单,它检测从以太端口来的数据包的源和目的地的MAC(介质访问层)地址,然后与系统内部的动态查找表进行比较,若数据包的MAC层地址不在查找表中,则将该地址加入查找表中,并将数据包发送给相应的目的端口。
交换式以太网技术的优点
交换式以太网不需要改变网络其它硬件,包括电缆和用户的网卡,仅需要用交换式交换机改变共享式HUB,节省用户网络升级的费用。
可在高速与低速网络间转换,实现不同网络的协同。目前大多数交换式以太网都具有100MBPS的端口,通过与之相对应的100MBPS的网卡接入到服务器上,暂时解决了10MBPS的瓶颈,成为网络局域网升级时首选的方案。
它同时提供多个通道,比传统的共享式集线器提供更多的带宽,传统的共享式10MBPS/100MPS以太网采用广播式通信方式,每次只能在一对用户间进行通信,如果发生碰撞还得重试,而交换式以太网允许不同用户间进行传送,比如,一个16端口的以太网交换机允许16个站点在8条链路间通信。
特别是在时间响应方面的优点,使的局域网交换机倍受青睐。它以比路由器低的成本却提供了比路由器宽的带宽、高的速度,除非有上广域网(WAN)的要求,否则,交换机有替代路由器的趋势。
直通式(cut throuth),存储转发(store-and-forward)的比较
直通方式的以太网络交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时,检查该包的包头,获取包的目的地址,启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口,在输入与输出交叉处接通,把数据包直通到相应的端口,实现交换功能。由于不需要存储,延迟(LATENCY)非常小、交换非常快,这是它的优点;它的缺点是:因为数据包的内容并没有被以太网交换机保存下来,所以无法检查所传送的数据包是否有误,不能提供错误检测能力,由于没有缓存,不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通,而且,当以太网络交换机的端口增加时,交换矩阵变的越来越复杂,实现起来相当困难。
存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式,它把输入端口的数据包先存储起来,然后进行CRC检查,在对错误包处理后才取出数据包的目的地址,通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此,存储转发方式在数据处理时延时大,这是它的不足,单是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测,尤其重要的是它可以支持不同速度的输入输出端口间的转换,保持高速端口与低速端口间的协同工作。
第二层和第三层交换及其与路由器方案的竞争
局域网交换机是工作在OSI第二层的,可以理解为一个多端口网桥,因此传统上称为第二层交换;目前,交换技术已经延伸到OSI第三层的部分功能,既所谓第三层交换,第三层交换可以不将广播封包扩散,直接利用动态建立的MAC地址来通信,似乎可以看懂第三层的信息,如IP地址、ARP等,具有多路广播和虚拟网间基于IP、IPX等协议的路由功能,这方面功能的顺利实现得力于专用集成电路(ASIC)的加入,把传统的由软件处理的指令改为ASIC芯片的嵌入式指令,从而加速了对包的转发和过滤,使得高速下的线性路由和服务质量都有了可靠的保证。目前,如果没有上广域网的需要,在建网方案中一般不再应用价格昂贵、带宽有限的路由器

传统以太网共享带宽,例如:10M带宽5个人用,每个人2M;交换式局域网独享带宽,例如:10M带宽5个人用,每个人10M。
传统以太网既是一个广播域又一个冲突域,交换式局域网是一个广播域,多个冲突域。


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