FDDI交換機

FDDI光纖收發(fā)器是指鏈路上的光電信號的轉換。FDDI的優(yōu)點是適合較大區(qū)域內(nèi)（50公里）的網(wǎng)絡，并且天生具有冗余的特性。千兆以太網(wǎng)提供與已有FDDI網(wǎng)絡的無縫連接。原FDDI網(wǎng)絡中的設備仍然可以保留使用，也可以在網(wǎng)管人員需要的時候替換。惟一需要改變的是在路由器和交換機中安裝千兆以太網(wǎng)的接口。

產(chǎn)品一般應用在以太網(wǎng)電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長傳輸距離的實際網(wǎng)絡環(huán)境中，且通常定位于寬帶城域網(wǎng)的接入層應用；如：監(jiān)控安全工程的高清視頻圖像傳輸;同時在幫助把光纖最后一公里線路連接到城域網(wǎng)和更外層的網(wǎng)絡上也發(fā)揮了巨大的作用。目前千兆以太網(wǎng)是高速局域網(wǎng)的最佳選擇，但是千兆以太網(wǎng)只限于3公里范圍內(nèi)，為了改進城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的能力，人們還必須選擇FDDI或ATM。

FDDI線集中器是以集線器（HUB），交換式集線器形式提供。這些設備都采用模塊化結構，提供多種可供選擇的模塊，如無屏蔽雙較線模塊、有屏蔽雙絞線模塊、橋接器模塊等，提供的這些附加口稱為主口。線集中器本身可以是連接到雙環(huán)上A類站點，也可以是連接到另一個集中器上的B類站點。

FDDI線集中器接收來自主環(huán)上的數(shù)據(jù)，然后依次轉發(fā)到主口連接的設備上，在最后一個主口收到數(shù)據(jù)后，再轉發(fā)到主環(huán)上。當集中器所連接的設備發(fā)生故障或主口空閑時，有關鏈路在其內(nèi)部被旁路，環(huán)路仍能保持連接。使用多路復用方法或爭用方法可在一條高速線路上傳輸來自多條慢速終端線路的數(shù)據(jù)。在多路復用方法中，一個終端在多路復用流中得到一個固定的時隙;在爭用方法中，每個低速線路在短期內(nèi)能獲得高速線路的全部入口。

交換機（Switch）意為“開關”是一種用于電（光）信號轉發(fā)的網(wǎng)絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網(wǎng)絡節(jié)點提供獨享的電信號通路。最常見的交換機是以太網(wǎng)交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳酚缮系募夹g的統(tǒng)稱。交換機根據(jù)工作位置的不同，可以分為廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機。廣域的交換機（switch）就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設備，它應用在數(shù)據(jù)鏈路層。交換機有多個端口，每個端口都具有橋接功能，可以連接一個局域網(wǎng)或一臺高性能服務器或工作站。實際上，交換機有時被稱為多端口網(wǎng)橋。

二層交換機工作于OSI參考模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機內(nèi)部的CPU會在每個端口成功連接時，通過將MAC地址和端口對應，形成一張MAC表。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應的端口，而不是所有的端口。因此交換機可用于劃分數(shù)據(jù)鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網(wǎng)絡層廣播，即廣播域。交換技術是在OSI 七層網(wǎng)絡模型中的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的，因此交換機對數(shù)據(jù)包的轉發(fā)是創(chuàng)建在MAC (Media Access Control) 地址--物理地址基礎之上的，對于IP 網(wǎng)絡協(xié)議來說，它是透明的，即交換機在轉發(fā)數(shù)據(jù)包時，不知道也無須知道信源機和信宿機的IP 地址，只需知其物理地址即MAC 地址。交換機在操作過程當中會不斷的收集資料去創(chuàng)建它本身的一個地址表，這個表相當簡單，它說明了某個MAC 地址是在哪個端口上被發(fā)現(xiàn)的，所以當交換機收到一個TCP/IP 數(shù)據(jù)包時，它便會看一下該數(shù)據(jù)包的目的MAC 地址，核對一下自己的地址表以確認應該從哪個端口把數(shù)據(jù)包發(fā)出去。由于這個過程比較簡單，加上這功能由一嶄新硬件進行——ASIC (Application Specific Integrated Circuit) ，因此速度相當快，一般只需幾十微秒，交換機便可決定一個IP 數(shù)據(jù)包該往那里送。值得一提的是：萬一交換機收到一個不認識的數(shù)據(jù)包，就是說如果目的地MAC 地址不能在地址表中找到時，交換機會把IP 數(shù)據(jù)包"擴散"出去，即把它從每一個端口中提交去，就如交換機在處理一個收到的廣播數(shù)據(jù)包時一樣。二層交換機的弱點正是它處理廣播數(shù)據(jù)包的手法不太有效，比方說，當一個交換機收到一個從TCP/IP 工作站上發(fā)出來的廣播數(shù)據(jù)包時，他便會把該數(shù)據(jù)包傳到所有其他端口去，哪怕有些端口上連的是IPX 或DECnet 工作站。這樣一來，非TCP/IP 節(jié)點的帶寬便會受到負面的影響，就算同樣的TCP/IP 節(jié)點，如果他們的子網(wǎng)跟發(fā)送那個廣播數(shù)據(jù)包的工作站的子網(wǎng)相同，那么他們也會無原無故地收到一些與他們毫不相干的網(wǎng)絡廣播，整個網(wǎng)絡的效率因此會大打折扣。從90 年代開始，出現(xiàn)了局域網(wǎng)交換設備。從網(wǎng)絡交換產(chǎn)品的形態(tài)來看，交換產(chǎn)品大致有三種：端口交換、幀交換和信元交換。

端口交換技術最早出現(xiàn)于插槽式集線器中。這類集線器的背板通常劃分有多個以太網(wǎng)段（每個網(wǎng)段為一個廣播域）、各網(wǎng)段通過網(wǎng)橋或路由器相連。以太網(wǎng)模塊插入后通常被分配到某個背板網(wǎng)段上，端口交換適用于將以太模塊的端口在背板的多個網(wǎng)段之間進行分配。這樣網(wǎng)管人員可根據(jù)網(wǎng)絡的負載情況，將用戶在不同網(wǎng)段之間進行分配。這種交換技術是基于OSI第一層（物理層）上完成的，它并沒有改變共享傳輸介質的特點，因此并不是真正意義上的交換。

幀交換是當前應用的最廣的局域網(wǎng)交換技術，它通過對傳統(tǒng)傳輸介質進行分段，提供并行傳送的機制，減少了網(wǎng)絡的碰撞沖突域，從而獲得較高的帶寬。不同廠商產(chǎn)品實現(xiàn)幀交換的技術均有差異，但對網(wǎng)絡幀的處理方式一般有：存儲轉發(fā)式和直通式兩種。存儲轉發(fā)式 (Store-and-Forward) ：當一個數(shù)據(jù)包以這種技術進入一個交換機時，交換機將讀取足夠的信息，以便不僅能決定哪個端口將被用來發(fā)送該數(shù)據(jù)包，而且還能決定是否發(fā)送該數(shù)據(jù)包。這樣就能有效地排除了那些有缺陷的網(wǎng)絡段。雖然這種方式不及使用直通式產(chǎn)品的交換速度，但是它們卻能排除由破壞的數(shù)據(jù)包所引起的經(jīng)常性的有害后果。直通式 (Cut-Through) ：當一個數(shù)據(jù)包使用這種技術進入一個交換機時，它的地址將被讀取。然后不管該數(shù)據(jù)包是否為錯誤的格式，它都將被發(fā)送。由于數(shù)據(jù)包只有開頭幾個字節(jié)被讀取，所以這種方法提供了較多的交換次數(shù)。然而所有的數(shù)據(jù)包即使是那些可能已被破壞的都將被發(fā)送。直到接收站才能測出這些被破壞的包，并要求發(fā)送方重發(fā)。但是如果網(wǎng)絡接口卡失效，或電纜存在缺陷；或有一個能引起數(shù)據(jù)包遭破壞的外部信號源，則出錯將十分頻繁。隨著技術的發(fā)展，直通式交換將逐步被淘汰。在“直通式”交換方式中，交換機只讀出網(wǎng)絡幀的前幾個字節(jié)，便將網(wǎng)絡幀傳到相應的端口上，雖然交換速度很快，但缺乏對網(wǎng)絡幀的高級控制，無智能性和安全性可言，同時也無法支持具有不同速率端口的交換；而“存儲轉發(fā)”交換方式則通過對網(wǎng)絡幀的讀取進行驗錯和控制。

信元交換的基本思想是采用固定長度的信元進行交換，這樣就可以用硬件實現(xiàn)交換，從而大大提高交換速度，尤其適合語音、視頻等多媒體信號的有效傳輸。當前，信元交換的實際應用標準是ATM （異步傳輸模式），但是ATM 設備的造價較為昂貴，在局域網(wǎng)中的應用已經(jīng)逐步被以太網(wǎng)的幀交換技術所取代。