交换式集线器

交换式集线器是由四个基本元素组成的网络设备，包括端口、缓冲区、信息帧的转发机构和背板体系结构。

工作原理

交换式原理

交换式集线器能够同时接收并转发来自不同端口的信息至指定的目标地址端口。相较于共享式集线器，交换式集线器减少了冲突的发生概率和范围，因为它为每个端口提供了专用的转发通道。当两个接收端口都需要向同一输出端口转发信息时，可能会产生冲突，但这可通过集线器内部的功能进行协调。此外，如果交换式集线器端口连接到传统以太网段，其中可能存在冲突，这种情况可以由CSMA/CD协议处理。

端口速度和类型

交换式集线器的主要端口类型包括10BASE-T和100BASE-T，同时也支持100BASE-TX、100BASE-T4或100BASE-FX等其他端口类型。

缓冲能力和拥塞控制

较大的缓冲区有助于提升性能，但也增加了成本。一些交换式集线器制造商采用了拥塞控制机制，通过向高速节点发送虚假冲突信号来防止缓冲区溢出。这种拥塞控制适用于半双工端口。

转发机构

交换式集线器具备网桥功能，能够识别并转发不同类型的信息帧。常见的转发方法包括存储转发式、切入式和改进的切入式。存储转发式确保了帧的可靠传输，而切入式和改进的切入式则降低了帧的延迟时间。

背板体系结构

交换式集线器的背板体系结构决定了信息帧在内部电子线路间的转发方式。常见的背板体系结构包括循环法和优先端口服务模式，前者适用于通信量均匀的场景，后者更适合处理突发性的通信量。

网络管理

交换式集线器的网络管理较为复杂，主要分为集成管理和端口别名法两类。许多厂商已经采用RMON MIB，支持SNMP型端口顺序管理。

其他特点

交换式集线器的特点包括端口支持的网络地址数量以及可配置性。高端型号支持更多的网络地址，并且具有可升级性，能够适应不断增长的网络带宽需求。

全双工原理

全双工通信方式允许在同一时刻进行双向数据传输，无需共享介质。交换式集线器支持全双工通信，可以显著提高网络性能。

第三层交换

第三层交换技术允许交换式集线器不仅基于麦金塔地址进行交换，还能查看IP地址，有效减少广播风暴，提高网络性能。

类型

共享式集线器

10Mbps共享式集线器

最早的共享式集线器，采用10Mbps速率，遵循CSMA/CD协议，可用于构建结构化网络系统。

100Mbps共享式集线器

100Mbps共享式集线器，遵循快速以太网协议，适用于轻负载的高性能工作站。

交换式集线器

10Mbps交换式集线器

引入交换式技术的10Mbps集线器，提升了网络整体带宽，常与100Mbps交换式集线器配合使用。

100Mbps交换式集线器

100Mbps交换式集线器，每个端口提供100Mbps速率，是高性能网络部件，常与光纤介质结合使用。

自适应交换式集线器

10/100Mbps自适应交换式集线器，可根据连接节点的速率自动调整自身速率，简化网络升级过程。

混合交换式集线器

混合交换式集线器，多数端口为10Mbps，少数为100Mbps，适用于桌面PC和网络服务器的不同需求。

FDDI结合交换式集线器

FDDI结合交换式集线器，具有多个10Mbps端口和FDDI双链端口，方便子网接入FDDI主干网。

ATM结合交换式集线器

ATM结合交换式集线器，允许集线器所连接的设备与ATM交换机相连。

机箱式组合集线器

机箱式组合集线器，包含机箱、背板和扩展插槽，可灵活配置多种网络模块，提供强大的容错、可扩展性和可升级性。

参考资料

交换式局域网技术一(交换式集线器).百度学术搜索.2024-11-26

交换式集线器的主要实现技术.百度学术搜索.2024-11-26

交换式集线器.百度文库.2024-11-26