基于网络管理的快速以太网交换机技术

李小红

摘 要：在网络技术高速发展的如今，以太网技术的运用领域逐渐加大，同时人们对网络宽带的流量等性能要求逐渐增强。因此，本文从网络管理的角度对近几年的以太网交换机技术进行了分析。

关键词：网络管理；以太网交换机；关键技术

中图分类号： TP393.07 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-141-2

0 引言

因特网已经成为网络发展的一个重要方向。基于Web技术在线购物、数据收集等运用日益增多，这也导致因特网流量猛烈增长。由于现在信息技术和计算机技术的成熟，人们在能够连接网络的情况下，能够实现对因特网中的任何远程信息进行访问，这表示网络流量模式直接由用户对信息和数据的需求程度决定。随着互联网技术的发展，因特网对个人、商业以及政府等组织的发展具有举足轻重的作用。因此各个类型的用户对网络带宽的要求与日俱增，某些商业部门或者政府部门对网络带宽的需要可能高达数百千兆每秒。在此背景下，本文对高性能的快速以太网交换机技术进行了研究，从网络管理的角度提炼出了几种快速的以太网交换机技术。

1 快速以太网交换机总体结构

1.1 以太网的参考模型

IEEE802.3提供的以太网的参考模型，该模型展示了以太网的逻辑结构。以太网中的链路层有两个子层组成：一是逻辑链路控制层，为网络层提供服务接口，处理错误传输行为、调节流速避免信息被淹没；二是介质访问控制层，决定信道分配协议。

1.2 以太网的工作原理

①基本传输方式。传输数字信号的技术有两种：一种是基带，一种是宽带。这两种传输技术可以使用同一种类型的线缆。基带传输是直接将编码后的数据脉冲发送到线缆上；而宽带传输则是现将数字脉调制后，再发送到线缆上。

②以太帧发送。在CSMA/CD协议下，当以太网处于空闲状态时，以太网能够在简短的一个帧延迟之后启动发送帧。

③以太网帧接收。以太网在探测到输入数据帧的起始位后，对该数据帧的目的地址进行检查，目的是为了检验数据帧目的地址匹配以太网点的组地址或者目的地址。如果两者地址相匹配，以太网点将会接受后续的数据，并借助奇偶校验位检查数据的准确性。采用与无冲突帧相同的手段对冲突中涉及到的帧进行处理，差错检验帧会将该数据帧当作不完整帧从而舍弃，同时也舍弃传输有误的完整帧，但是不对发送点进行任何通知。

2 快速以太网交换机总体设计

2.1 硬件体系

基于网络管理的快速以太网交换机硬件体系主要包含了三个模块：辅助电路模块、网络管理以及快速以太网模块。

快速以太网模块的主要功能是对以太网数据进行存储和转发，主要包含了交换控制逻辑和物理层逻辑。网络管理模块主要的功能是为软件管理提供物理环境，包含了单片机、适配器以及扩展存储器，单片机的内部和外部存储器能够存储所有的信息数据、网络管理软件以及相关的驱动软件等。服主电路模块是保证整个系统正常工作的基础，如提供复位系统、系统的出发频率以及系统相关的时钟，功能系统等。

2.2 软件体系

该类交换机的软件体系包含了三个模块：网络适配器驱动模块、挂历操作模块以及SNMP代理进程模块。

其中SNMP代理进程模块主要完成的是对远程网络进行管理和操作，实现工作站之间的通信。网络适配器驱动完成的是在网络远程管理中队网络介质的访问和控制，驱动网络适配器。管理操作模块主要功能是配置交换控制逻辑的端口和流量的计数，同时该模块还含有串口驱动，对单片机的串口逻辑进行驱动，以配置交换机。

3 快速以太网交换机关键技术

3.1 存储转发的交换技术

如图1所示，快速以太网交换机按如下过程对已接受的数据包进行转发：

①如果已接受的数据帧的目标地址是单一的，并且该目标地址还处于地址表中，则交换机此时就会去寻找与该地址相对应的端口：如果根据目标地址寻找的端口号与源地址相应的端口号一致，则舍弃该数据包，否则转发该数据包。

②当所接受数据包的目标地址仍是单一地址，但该地址并未在地址表中，此时交换机将认为该数据包的目标地址是多位的，并按照此规则进行转发。

③当所接受的数据包的目标地址是多位时，则交换机将按照相应的规则在对应的端口上转发该数据包。

④当接受的数据包的目标地址是暂停信号时 （01-80-2C-00-00-01），则交换机将按照相应的规则舍弃该数据包，且不对该数据包进行任何处理。

3.2 物理层收发技术

物理层能够转换链路层中的数据信号为物理媒介上的真实信号，同样地，也能够将物理媒介上的真实信号转化为链路层上的数据信息。

物理层一般包含三个子层：物理媒介相关子层PMD，物理媒介接入子层PMA，物理编码子层PCS。

物理编码子层能够实现数据编码和解码的功能，且该功能与物理媒介无关。例如100BASE-X和100BASE-FX具有相同的块编码技术，并且能够实现在链路上的全双工操作。物理层媒介接入子层主要对符号进行串行化处理和非串行化处理，包含5个符号的编码数据流需要在发送钱进行串行化处理，接收时进行非串行化处理，同时将以5个符号一组的形式传送给物理编码子层。物理媒介相关子层主要是将物理媒介接入子层的信号转化到特定的媒介上，如果媒介是光纤，那么就把电信号转化为光信号，而当接收的时候就把光信号转换为电信号。媒介相关接口MDI是连接相关子层和介质之间的连接器。

3.3 网络管理技术

网络管理的功能就是实现对计算机系统整体的监视和控制。基于技术的视角，网络管理不但需要完成故障诊断、计费、安全管理等功能，还需要完成流量控制、路由器选择等相关功能。网络管理系统最重要的任务就是对整个系统中的工作状态以及一些参数信息进行收集，并对收集到的某些信息进行处理后以某种方式呈现给网路管理工作者；同时还需要接收网络管理工作者的相关命令或者根据收集到的系统地工作状态对网路设备进行控制，简单来说就是实现网络的控制功能，同时对指令的执行过程和结果进行监视，以保证网络设备正常运行。

如今网络管理系统一般包含四个部分：管理信息库、网络管理工作站、代理进程以及通用网络管理协议。管理设备指的是管理用户主机和网络互联设备等的所有网络设备；代理进程指的是处于管理设备上且配合网络管理进行实体处理的过程；管理进程指的是处于管理工作站上对处理实体进行管理的过程；管理进程和代理进程的工作需要借助交换管理信息来完成，其中测信息交换需要网络管理协议辅助完成，管理设备上和管理工作站上的管理信息库都能够存储相应的信息。

4 结论

目前全世界范围内使用最为广泛的局域网技术就是以太网技术。本文主要研究了基于网络管理的高速以太网交换机技术。

参 考 文 献

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