多種LAN分段方法（局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之局域網(wǎng)分段）我們已經(jīng)討論過(guò)了，現(xiàn)在該仔細(xì)研究一下LAN中的交換技術(shù)。雖然第三層交換目前也有使用，但本文還是集中于傳統(tǒng)的第二層交換技術(shù)。二者的不同之處在于第三層交換是基于網(wǎng)絡(luò)層目的地址轉(zhuǎn)發(fā)分組，而第二層交換是基于MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)幀。在并非很遙遠(yuǎn)的過(guò)去，使用同軸電纜的10Base2LAN或者使用一兩個(gè)hub的10BaseTLAN是可以接受的。

大多數(shù)業(yè)務(wù)流并不需要很多的帶寬，因此，可供用戶共享的帶寬很多。但在今天網(wǎng)絡(luò)已連接到每一個(gè)職員的桌面上的情況下，在象視頻以及音頻電話會(huì)議這樣的應(yīng)用面前，帶寬就成為一種相當(dāng)寶貴的資源。在討論網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)的應(yīng)用之前，讓我們先簡(jiǎn)單回顧一下交換技術(shù)的歷史。

在90年代初，好幾個(gè)廠商決定開(kāi)發(fā)一種替代路由器的設(shè)備，因?yàn)槁酚善魃a(chǎn)成本高，并且難以配置。即使早期的交換機(jī)比路由器便宜，但事實(shí)上仍然很貴。最初交換機(jī)只限于特定的應(yīng)用，以及用作更貴的路由器的替代品。與路由器的復(fù)雜性相比，交換機(jī)要容易配置得多。

實(shí)際上，交換機(jī)是即插即用(PnP)設(shè)備。數(shù)年來(lái)，交換機(jī)的價(jià)格迅猛下跌，早期的交換機(jī)一個(gè)端口就能輕易賣到$1000以上，而現(xiàn)在某些交換機(jī)每個(gè)端口只能賣到$100左右，并且其MAC地址表已能容納多達(dá)500個(gè)表項(xiàng)(這些價(jià)格只是為了說(shuō)明交換機(jī)價(jià)格在過(guò)去的幾年里一直在下降，而不應(yīng)當(dāng)用來(lái)估計(jì)建立一個(gè)Cisco交換式網(wǎng)絡(luò)的花費(fèi))。

交換機(jī)變得如此便宜，以至于他們?cè)诤芏嗑W(wǎng)絡(luò)中正迅速取代hub的位置。例如，在本章前面的圖1-2中（局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之沖突域與廣播域），我們已經(jīng)看到多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)5個(gè)hub構(gòu)成的一個(gè)局域網(wǎng)。所有16個(gè)節(jié)點(diǎn)共享理論上可以達(dá)到10Mbps的帶寬。想象一下在這種網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)向兩個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送視頻信號(hào)的情況。在今天的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，hub可用交換機(jī)代替，如圖1-6所示。

圖1-6由16個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的交換式網(wǎng)絡(luò)

將交換機(jī)用于這種網(wǎng)絡(luò)稱為微分段法。微分段法將局域網(wǎng)分成小段，因此就為每一個(gè)用戶增加了有效帶寬。微分段法還能使每個(gè)用戶擁有他或她自己專用的LAN網(wǎng)段，如圖1-7所示。正如你所看到的，在微分段法中每個(gè)站點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)沖突域。在標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)中，如圖1-7中的每個(gè)用戶都有其自己的10Mbps網(wǎng)段。

圖1-7每個(gè)端用戶有一個(gè)專用的10Mbps網(wǎng)段

交換機(jī)監(jiān)視業(yè)務(wù)流，并匯編MAC地址表，這樣它就能直接將幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的端口上。例如下面假定節(jié)點(diǎn)2向節(jié)點(diǎn)16發(fā)送數(shù)據(jù)的情況。圖1-8顯示了交換機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)的流動(dòng)情況。可以看到，節(jié)點(diǎn)8和節(jié)點(diǎn)20并不知道上述數(shù)據(jù)的傳輸，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)并沒(méi)有傳到這兩個(gè)端口上。

圖1-8交換機(jī)上節(jié)點(diǎn)2到節(jié)點(diǎn)6的數(shù)據(jù)流動(dòng)

表1-1 交換機(jī)相對(duì)于HUB中繼器的優(yōu)點(diǎn)

交換機(jī)不但能在LAN中取代hub，他們還能直接接入骨干網(wǎng)(如ATM及千兆以太網(wǎng))，這有助于為類似實(shí)時(shí)視頻或數(shù)字音頻這樣的應(yīng)用提供必需的帶寬。交換機(jī)能使用戶充分利用網(wǎng)絡(luò)的帶寬，特別是在有多媒體應(yīng)用的情形。其他優(yōu)點(diǎn)就如表1-1所示。