了解交换机_1.交换机的技术发展

1.LAN的分段-单网线

        最简单的网络是两台计算机通过一根网线相连：

        一根网线它有很多限制，首先只能连接两台电脑，其次不能距离太远，主要因为：
        （1）单路网线太长会存在信号衰减；
        （2）每个以太网类型都有传输范围限制。

2.LAN的分段-Hub设备

        所以就出现了Hub设备（多端口的转发器，简称“集线器”），它工作在OSI参考模型中的第一层（物理层）：

        Hub设备（集线器）可以拓展网络的传输距离。我们指导，普通双绞线网线，一般传输网络信号的距离最远到100米左右，而我们在100米的地方链接一个Hub设备，就可以延续传输下一个100米。
        这种连接方式的有点：
        （1）共享带宽
        （2）扩展线缆的距离
        （3）中继或者放大信号

        Hub设备（集线器）虽然是扩大了数据传输的物理信号，它只是把IP终端简单连接起来，不打包拆包，而是采用透明的、广播的方式，很容易导致网络风暴（即冲突域）。所以连在Hub上的设备，同一时间只能有一台设备发数据，其他设备只能等待。如果链接的电脑多的话，来个人同时发数据就会冲突，造成非常大的延时：

        后来新增了CSMA/CD协议来减少因随机接入而产生的数据碰撞，如果在发送数据过程中检测到冲突，就立即停止发送数据，并等待一些时间，再重复发送，所以当时还是可以采用Hub设备拓展网络的：

        但是随着电脑处理性能的提高，网络数据流的增加，带宽密集型的应用变多，Hub设备已逐渐不适用于大型网络的搭建，因为其会严重影响数据交换效率，所以目前Hub设备已被淘汰。

3.网桥

        网桥可以把两个Hub的网络连接起来，这样两个Hub就存在不同的冲突域中，例如下图Segment1部门的数据，就与Segment2部门的数据不存在交换冲突：

        所以网桥的最大作用就是“隔离冲突域”，从而使网络的性能变得更好。
网桥是交换机的前身，它可以识别数据链路层的MAC地址，工作在OSI参考模型中的第二层（数据链路层），特点是：
        （1）能转发、过滤和泛洪
        （2）端口很少
        （3）非常慢
        所以随着网络的快速发展，网桥也逐渐无法解决高效率网络传输的难题。

4.交换机

        千呼万唤始出来，交换机就可以很好的解决上面的冲突、端口少和速度慢的问题：

        交换机和网桥一样，工作在OSI参考模型中的第二层（数据链路层），故也叫“二层交换机”。有部分交换机叫“三层交换机”，实际上指的是具有部分路由器功能的交换机，在三层的是其中的路由部分，交换功能本身还是二层（路由器通过IP寻址，交换机通过MAC寻址，本质不同）。
        它有以下特点：
        （1）端口密集
        它根据Mac地址表进行转发，每个口连接的哪个PC、什么节点它都很清晰。
        （2）非常大的帧缓存
        当有突发的数据流量的时候，超过了交换机当前的处理能力，可以先将数据流量放在缓存，逐步拿出处理（只会增加一点点延迟），不至于丢包。
        （3）端口速度自适应
        目前以太网有万兆、千兆和百兆之分，交换机的接口是可以向下自动兼容的。例如交换机接口是千兆的，另一个设备的接口是百兆的，这个设备依然可以正常连接交换机，传输速率自动会协商为被接入设备的百兆速率。
        （4）快速的内部交换
交换机有一个背板，数据流量在背板中可以进行高速的交换。
        （5）交换模式：直通转发、存贮转发、碎片隔离。