局域網交換機發展狀況綜述
九十年代初，隨著計算機性能的提高及通信量的劇增，傳統局域網已經愈來愈超出了自身的負荷，交換式以太網技術應運而生，大大提高了局域網的性能。與基于網橋和路由器的共享媒體的局域網拓撲結構相比，局域網交換機能顯著增加帶寬。交換技術的加入，就可以建立地理位置相對分散的網絡，使局域網交換機的每個端口可平行、安全、同時地互相傳輸信息，而且使局域網可以高度擴充。局域網交換機實現了OSI模型的下兩層協議，現在某些局域網交換機也實現了OSI參考模型的第三層協議，實現簡單的路由選擇功能。
局域網交換機種類 局域網交換機根據使用的網絡技術可以分為：
以太網交換機、令牌環交換機、FDDIＩ交換機、ATM交換機、快速以太網交換機等。根據應用規模可分為：企業級交換機、部門級交換機和工作組交換機等。從應用的規模來看，作為骨干交換機時，支持500個信息點以上大型企業應用的交換機為企業級交換機，支持300個信息點以下中型企業的交換機為部門級交換機，而支持100個信息點以內的交換機為工作組級交換機。
工作組交換機是傳統集線器Hub的理想替代產品，一般為固定配置，配有一定數目的10Base－Ｔ或10/100Base-TX以太網口。與集線器一樣，交換機按每一個包中的MAC地址相對簡單地決策信息轉發。而這種轉發決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他信息。與集線器不同的是交換機轉發延遲很小，操作接近單個局域網性能，遠遠超過了普通橋接互聯網絡之間的轉發性能。工作組交換機一般沒有網絡管理的功能。這類產品有華為公司的Quidway S2403及3Com的OfficeConnect系列交換機。
部門級交換機是面向部門的以太網交換機，可以是固定配置，也可以是模塊配置，一般有光纖接口。與工作組交換機相比，部門級交換機具有較為突出的智能型特點，支持基于端口的VLAN可實現端口管理，采用全雙工、半雙工傳輸模式，可對流量進行控制，有網絡管理的功能，可通過PC機的232口或經過網絡對交換機進行配置、監控和測試。這類產品有華為公司的Quidway S3016及3Com的The SuperStack II 3300交換機。
企業級交換機屬于高端交換機，它采用模塊化的結構，可作為網絡骨干構建高速局域網。企業級交換機可以提供用戶化定制、優先級隊列服務和網絡安全控制并能很快適應數據增長和改變的需要，從而滿足用戶的需求。對于有更多需求的網絡，企業級交換機不僅能傳送海量數據和控制信息，更具有硬件冗余和軟件可伸縮性特點，保證網絡的可靠運行。這類產品有華為公司的Quidway S5000系列交換機及3Com的4007交換機。
國產局域網交換機現狀 目前，我國局域網交換機生產廠商在產品研發上不斷有新的突破，如華為公司和長城公司都推出了自己的一系列交換機產品，但基本都是中、低端產品，與國外同類產品相比，在可靠性和穩定性方面還存在一定差距，而且許多產品的核心技術還掌握在別人手里。由于在專用芯片、軟件、技術標準、產品設計和工藝技術方面的差距，國內局域網交換機生產廠商同國外廠商在高端產品上還有不小的距離。
在今后的交換機市場上，10M交換機將很快會退出，100M交換機將成為主流，1000M以太網交換機將會在大型網絡工程中擔當重任，第三層交換機的研制和開發將成為熱點。如果國內局域網交換機生產廠商能夠緊緊抓住網絡化所帶來的市場機遇，在政府的引導和扶植下，突破軟件和專用ASIC芯片設計等關鍵技術，消除產業發展瓶頸，就會在這一領域取得突破。
局域網交換機發展趨勢 局域網交換機是工作在OSI第二層的，可以理解為一個多端口網橋，因此傳統上稱之為第二層交換；目前，交換技術已經延伸到OSI第三層的部分功能，即所謂第三層交換，第三層交換可以不將廣播封包擴散，直接利用動態建立的MAC地址來通信，似乎可以看懂第三層的信息，如IP地址、ARP等，具有多路廣播和虛擬網間基于IP、IPX等協議的路由功能，這方面功能的順利實現得力于專用集成電路（ASIC）的加入，把傳統的由軟件處理的指令改為ASIC芯片的嵌入式指令，從而加速了對包的轉發和過濾，使得高速路由和服務質量都有了可靠的保證。目前，如果沒有上廣域網的需要，在建網方案中一般不再應用價格昂貴、帶寬有限的路由器。 第三層交換機是帶有第三層路由功能的第二層交換機，但它是二者的有機結合，并不是簡單地把路由器設備的硬件及軟件疊加在局域網交換機上。從硬件的實現上看，目前，第二層交換機的接口模塊都是通過高速背板／總線速率可高達幾十Gbit/s 交換數據的，在第三層交換機中，與路由器有關的第三層路由硬件模塊也插接在高速背板／總線上，這種方式使得路由模塊可以與需要路由的其他模塊高速交換數據，從而突破了傳統的外接路由器接口速率的限制10Mbit/s-100Mbit/s。在軟件方面，第三層交換機也有重大的舉措，具體是：
對于數據封包的轉發：如IP/IPX封包的轉發，這些有規律的過程通過硬件得以高速實現。通過ASIC電路將這些功能集成在一個芯片上，具有設計簡單、高可靠性、低電源消耗、更高的性能和成本更低等優點。
對于第三層路由軟件：如路由信息的更新、路由表維護、路由計算、路由的確定等功能，用優化、高效的軟件實現。 隊列管理：由于一個端口的流量必須在輸出隊列的緩存中保存，不論它的優先級多大，也必須按照先進先出的方式被處理。當隊列滿的時候，任何超出的部分都將被丟棄。此外，當隊列變長時，延時也增加了。因此，許多第三層交換機廠商開發了自己的隊列管理機制，以提高網絡性能。
流量管理：有些數據流比其它數據流更重要。通過自動流量分類，第三層交換機可以指示數據包處理流程區分用戶指定的數據流，從而實現低延時、高優先級傳輸及避免擁塞。
安全機制：第三層交換機提供多種安全機制，并使用流量分類器，管理員可以限制任何被識別的數據流，包括限制對服務器的訪問及排除無用的協議廣播。這一點是網絡技術領域里的突破性進展，即提供線速防火墻。
目前，第三層交換機已在網絡中得到應用，它優良的性能已經顯現出來。但是，作為一種嶄新的技術，第三層交換機還不是很成熟，還要對它的協議標準化。目前很多廠商都推出了自己的第三層交換機，但是它們作法各異且性能表現不同。此外，各廠商出于市場策略的考慮，目前的第三層交換機只支持IP/IPX路由協議，還不能支持其它一些有一定應用領域的專用協議。不難看出，第三層交換機的出現大大動搖了路由器在網絡中的地位。傳統的路由器將逐步地退出局域網范圍，而在廣域網中發揮其作用。
綜上所述，第三層交換機不僅取代了昂貴的路由器在局域網中的大部分功能，而且解決了大型局域網的子網段之間的數據傳輸瓶頸問題，在將來會有更大的發展，也會贏得更多的市場空間。
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