不論是人工交換還是程控交換,都是為了傳輸語音信號,是需要獨占線路的“電路交換”。而以太網(wǎng)是一種計算機網(wǎng)絡(luò),需要傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù),因此采用的是“分組交換”。但無論采取哪種交換方式,交換機為兩點間提供“獨享通路”的特性不會改變。
光交換是人們正在研制的下一代交換技術(shù)。所有的交換技術(shù)都是基于電信號的,即使是的光纖交換機也是先將光信號轉(zhuǎn)為電信號,經(jīng)過交換處理后,再轉(zhuǎn)回光信號發(fā)到另一根光纖。由于光電轉(zhuǎn)換速率較低,同時電路的處理速度存在物理學(xué)上的瓶頸,因此人們希望設(shè)計出一種無需經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換的“光交換機”,其內(nèi)部不是電路而是光路,邏輯原件不是開關(guān)電路而是開關(guān)光路。這樣將大大提高交換機的處理速率。
交換機工作于OSI參考模型的第二層,即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機內(nèi)部的CPU會在每個端口成功連接時,通過將MAC地址和端口對應(yīng),形成一張MAC表。在今后的通訊中,發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應(yīng)的端口,而不是所有的端口。因此,交換機可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播,即沖突域;但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播,即廣播域。
交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨立的物理網(wǎng)段(注:非IP網(wǎng)段),連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨自享有全部的帶寬,無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時,節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據(jù),而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬,都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機,那么該交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB時,一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps??傊?,交換機是一種基于MAC地址識別,能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機可以“學(xué)習(xí)”MAC地址,并把其存放在內(nèi)部地址表中,通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時的交換路徑,使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。