局域网交换机体系结构对网络性能的影响

张德全

（92493部队98分队 辽宁 125000）

1 局域网交换机技术特点

1.1 线速交换

线速交换，就是使交换速度达到传输线上的数据传输速度，实现线速交换的核心的ASIC技术，可编程ASIC将多项功能集成在同一个芯片上，用硬件实现协议解析和包转发。

1.2 分布式流水线

线速交换的实现依赖于分布式处理技术，采用CPU，ASIC并用的并行处理体系，多个端口的数据流能同时进行处理。

1.3 动态可扩展内存

动态可扩展内存技术建立智能化的存储器系统，可以根据数据流的需要动态地扩展内存容量。在第三层局域网交换机模式中，已将存储器的一部分直接与转发引擎关联起来，从而使其具有增加更多接口模块的能力。

1.4 第三层交换

借助于线速交换技术，把路由功能集成到交换机中，保留第三层上的网络拓扑结构和服务，借助硬件在第三层实现主要的路由协议，在各个网络层次上都能实现线速交换。

2 局域网交换体系结构

交换结构通俗的讲是在数据传输时对端口的信息包进行排处理、控制拥塞的一种缓冲机制。交换结构包括三个方面的内容，其一是总线结构，其二是点对点结构，其三是虚拟局域网结构。

2.1 总线结构体系的局域网

（1）采用交叉总线结构时，多条输入总线可实现纵横结构的建立，在端口间建立直接的点对点连接，对于简单的单点式信息传输来讲性能很好，不会造成阻塞。但在进行广播和多点广播时比较复杂，也会影响传输速度，不适合点对多点的广播式传输。

（2）采用并行总线结构时，各模块间的所有信息都经过一块由一种介质组成的单块来传输，数据利用时分多工传输方式在总线上传输，传输速度较快，最高容量能达到2GB/s。

（3）采用环形总线结构时，该结构方式有独立的一条控制总线，用于搜集总线状态、处理路由、流量控制盒清理数据总线，在一个环内最多可支持四个交换引擎，环与环间通过交换引擎连接。在环形总线上还可以加入管理模块，提供完整的SNMP管理特性。

2.2 点对点结构体系的局域网

目前主要使用星形连接的点对点结构体系，中央交换阵列直接连接模块，它们之间可设置任何数目的连线，可扩展性很好，中央阵列和模块的交换能力决定连线的传输容量。整个设计只使用两个中央阵列，这种结构多应用于ATM交换机中。

2.3 虚拟局域网结构体系的局域网

随着交换技术的发展，把区域分散的组织在逻辑上组为一个新的工作组，而且不用重新配置节点，但同一工作组的成员在需要时可以改变它的物理地址，这就是虚拟局域网技术。利用这种技术可以将局域网交换机的所有端口从逻辑上分为若干个工作组，通过这种交换技术能将实际的局域网分割成对个子网，它允许各个子网运行不同的应用协议，有效分离通信量，减少参与广播风暴的设备数量，防止交换网络的过量广播；同时使用网络的拓扑结构变得非常灵活，可以将不同部门的用户或者不同物理区域的用户根据实际需要加入不同的虚拟局域子网。虚拟局域网采用的是第三层交换技术，也称IP交换技术，在网络模型的第三层实现了数据包的告诉传播。

三层交换技术包括以下重要特点：

（1）线速路由：比传统路由器的路由速度快10倍以上，能实现线速路由转发；

（2）IP路由：三层交换机能自动发现IP地址，动态产生基于IP子网的虚拟局域子网；

（3）路由功能：在三层交换机默认启动发现功能时，当有新交换机接进网络，设置好路由接口参数后，会自动把子网内部的数据流限定在子网内，并通过路由实现子网之间的数据交换。

因此局域网交换技术更有效地利用网络带宽，提高了局域网的传输性能，并且给网络管理带来很大的方便。

3 结语

随着网络交换技术的发展，局域网的体系结构也发生了重大变化，采用虚拟局域网技术的局域网体系结构有更多的优点，极大地提高了网络性能，是未来发展的主流方向。

[1]王华.计算机网络信息安全问题及对策.人民教育出版社.2005