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德國(guó)HIRSCHMANN赫斯曼交換機(jī)帶有了一定的處理IP層甚至更高層數(shù)據(jù)包的能力
HIRSCHMANN交換機(jī)（Switch）意為“開(kāi)關(guān)"是一種用于電（光）信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入HIRSCHMANN交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。最常見(jiàn)的HIRSCHMANN交換機(jī)是以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)。其他常見(jiàn)的還有電話語(yǔ)音HIRSCHMANN交換機(jī)、光纖HIRSCHMANN交換機(jī)等。
交換是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)的統(tǒng)稱。HIRSCHMANN交換機(jī)根據(jù)工作位置的不同，可以分為廣域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)和局域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)。廣域的HIRSCHMANN交換機(jī)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備，它應(yīng)用在數(shù)據(jù)鏈路層。HIRSCHMANN交換機(jī)有多個(gè)端口，每個(gè)端口都具有橋接功能，可以連接一個(gè)局域網(wǎng)或一臺(tái)高性能服務(wù)器或工作站。實(shí)際上，HIRSCHMANN交換機(jī)有時(shí)被稱為多端口網(wǎng)橋。
網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機(jī)，是一個(gè)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的器材，能為子網(wǎng)絡(luò)中提供更多的連接端口，以便連接更多的計(jì)算機(jī)。隨著通信業(yè)的發(fā)展以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化的推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機(jī)市場(chǎng)呈穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)。它具有性價(jià)比高、高度靈活、相對(duì)簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。以太網(wǎng)技術(shù)已成為當(dāng)今最重要的一種局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機(jī)也就成為了最普及的HIRSCHMANN交換機(jī)。 [1]
Switch是HIRSCHMANN交換機(jī)的英文名稱，這個(gè)產(chǎn)品是由原集線器的升級(jí)換代而來(lái)，在外觀上看和集線器沒(méi)有很大區(qū)別。由于通信兩端需要傳輸信息，而通過(guò)設(shè)備或者人工來(lái)把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦髽?biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)的路由器上的方式，這個(gè)技術(shù)就是HIRSCHMANN交換機(jī)技術(shù)。從廣義上來(lái)分析，在通信系統(tǒng)里對(duì)于信息交換功能實(shí)現(xiàn)的設(shè)備，就是HIRSCHMANN交換機(jī)。
“HIRSCHMANN交換機(jī)"是一個(gè)外來(lái)詞，源自英文“Switch"，原意是“開(kāi)關(guān)"，中國(guó)技術(shù)界在引入這個(gè)詞匯時(shí)，翻譯為“交換"。在英文中，動(dòng)詞“交換"和名詞“HIRSCHMANN交換機(jī)"是同一個(gè)詞（注意這里的“交換"特指電信技術(shù)中的信號(hào)交換，與物品交換不是同一個(gè)概念）。 [3]
1993年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn)，1994年，國(guó)內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。其實(shí)，交換技術(shù)是一個(gè)具有簡(jiǎn)化、低價(jià)、高性能和口密集特點(diǎn)的交換產(chǎn)品，體現(xiàn)了橋接技術(shù)的復(fù)雜交換技術(shù)在OSI參考模型的第二層操作。與橋接器一樣，HIRSCHMANN交換機(jī)按每一個(gè)包中的MAC地址相對(duì)簡(jiǎn)單地決策信息轉(zhuǎn)發(fā)。而這種轉(zhuǎn)發(fā)決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他信息。與橋接器不同的是HIRSCHMANN交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小，操作接近單個(gè)局域網(wǎng)性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通橋接互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。 [3]
交換技術(shù)允許共享型和專用型的局域網(wǎng)段進(jìn)行帶寬調(diào)整，以減輕局域網(wǎng)之間信息流通出現(xiàn)的瓶頸問(wèn)題。已有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)的交換產(chǎn)品。 [3]
類似傳統(tǒng)的橋接器，HIRSCHMANN交換機(jī)提供了許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。HIRSCHMANN交換機(jī)能經(jīng)濟(jì)地將網(wǎng)絡(luò)分成小的沖突網(wǎng)域，為每個(gè)工作站提供更高的帶寬。協(xié)議的透明性使得HIRSCHMANN交換機(jī)在軟件配置簡(jiǎn)單的情況下直接安裝在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中；HIRSCHMANN交換機(jī)使用現(xiàn)有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網(wǎng)卡，不必作高層的硬件升級(jí)；HIRSCHMANN交換機(jī)對(duì)工作站是透明的，這樣管理開(kāi)銷低廉，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加、移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)變化的操作。 [3]
利用專門設(shè)計(jì)的集成電路可使HIRSCHMANN交換機(jī)以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息，提供了比傳統(tǒng)橋接器高得多的操作性能。專用集成電路技術(shù)使得交換器在更多端口的情況下得以實(shí)現(xiàn)上述性能，其端口造價(jià)低于傳統(tǒng)型橋接器。
從廣義上來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機(jī)分為兩種：廣域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)和局域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)。廣域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信用的基礎(chǔ)平臺(tái)。而局域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)、快速以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)、FDDIHIRSCHMANN交換機(jī)、ATMHIRSCHMANN交換機(jī)和令牌環(huán)HIRSCHMANN交換機(jī)等。從規(guī)模應(yīng)用上又可分為企業(yè)級(jí)HIRSCHMANN交換機(jī)、部門級(jí)HIRSCHMANN交換機(jī)和工作組HIRSCHMANN交換機(jī)等。各廠商劃分的尺度并不是一致的，一般來(lái)講，企業(yè)級(jí)HIRSCHMANN交換機(jī)都是機(jī)架式，部門級(jí)HIRSCHMANN交換機(jī)可以是機(jī)架式（插槽數(shù)較少），也可以是固定配置式，而工作組級(jí)HIRSCHMANN交換機(jī)為固定配置式（功能較為簡(jiǎn)單）。另一方面，從應(yīng)用的規(guī)模來(lái)看，作為骨干HIRSCHMANN交換機(jī)時(shí)，支持500個(gè)信息點(diǎn)以上大型企業(yè)應(yīng)用的HIRSCHMANN交換機(jī)為企業(yè)級(jí)HIRSCHMANN交換機(jī)，支持300個(gè)信息點(diǎn)以下中型企業(yè)的HIRSCHMANN交換機(jī)為部門級(jí)HIRSCHMANN交換機(jī)，而支持100個(gè)信息點(diǎn)以內(nèi)的HIRSCHMANN交換機(jī)為工作組級(jí)HIRSCHMANN交換機(jī)。 [3]
以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)
隨著計(jì)算機(jī)及其互聯(lián)技術(shù)（也即通常所謂的“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)"）的迅速發(fā)展，以太網(wǎng)成為了迄今為止普及率最高的短距離二層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。而以太網(wǎng)的核心部件就是以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)。
不論是人工交換還是程控交換，都是為了傳輸語(yǔ)音信號(hào)，是需要獨(dú)占線路的“電路交換"。而以太網(wǎng)是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，需要傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)，因此采用的是“分組交換"。但無(wú)論采取哪種交換方式，HIRSCHMANN交換機(jī)為兩點(diǎn)間提供“獨(dú)享通路"的特性不會(huì)改變。就以太網(wǎng)設(shè)備而言，HIRSCHMANN交換機(jī)和集線器的本質(zhì)區(qū)別就在于：當(dāng)A發(fā)信息給B時(shí)，如果通過(guò)集線器，則接入集線器的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到這條信息（也就是以廣播形式發(fā)送），只是網(wǎng)卡在硬件層面就會(huì)過(guò)濾掉不是發(fā)給本機(jī)的信息；而如果通過(guò)HIRSCHMANN交換機(jī)，除非A通知HIRSCHMANN交換機(jī)廣播，否則發(fā)給B的信息C絕不會(huì)收到（獲取HIRSCHMANN交換機(jī)控制權(quán)限從而的情況除外）。 [3]
以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)廠商根據(jù)市場(chǎng)需求，推出了三層甚至四層HIRSCHMANN交換機(jī)。但無(wú)論如何，其核心功能仍是二層的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包交換，只是帶有了一定的處理IP層甚至更高層數(shù)據(jù)包的能力。網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機(jī)是一個(gè)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的器材，能為子網(wǎng)絡(luò)中提供更多的連接端口，以便連接更多的計(jì)算機(jī)。隨著通信業(yè)的發(fā)展以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化的推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機(jī)市場(chǎng)呈穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)。它具有性能價(jià)格比高、高度靈活、相對(duì)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。 [3]
光HIRSCHMANN交換機(jī)
光交換是人們正在研制的下一代交換技術(shù)。所有的交換技術(shù)都是基于電信號(hào)的，即使是光纖HIRSCHMANN交換機(jī)也是先將光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)交換處理后，再轉(zhuǎn)回光信號(hào)發(fā)到另一根光纖。由于光電轉(zhuǎn)換速率較低，同時(shí)電路的處理速度存在物理學(xué)上的瓶頸，因此人們希望設(shè)計(jì)出一種無(wú)需經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換的“光HIRSCHMANN交換機(jī)"，其內(nèi)部不是電路而是光路，邏輯原件不是開(kāi)關(guān)電路而是開(kāi)關(guān)光路。這樣將大大提高HIRSCHMANN交換機(jī)的處理速率。 [3]
遠(yuǎn)程配置
HIRSCHMANN交換機(jī)除了可以通過(guò)“Console"端口與計(jì)算機(jī)直接連接，還可以通過(guò)普通端口連接。此時(shí)配置HIRSCHMANN交換機(jī)就不能用本地配置，而是需要通過(guò)Telnet或者Web瀏覽器的方式實(shí)現(xiàn)HIRSCHMANN交換機(jī)配置。具體配置方法如下：
1、Telnet
Telnet協(xié)議是一種遠(yuǎn)程訪問(wèn)協(xié)議，可以通過(guò)它登錄到HIRSCHMANN交換機(jī)進(jìn)行配置。
假設(shè)HIRSCHMANN交換機(jī)IP為：192.168.0.1，通過(guò)Telnet進(jìn)行HIRSCHMANN交換機(jī)配置只需兩步： [3]
第1步，單擊開(kāi)始，運(yùn)行，輸入“Telnet 192.168.0.1"
第2步，輸入好后，單擊“確定"按鈕，或單擊回車鍵，建立與遠(yuǎn)程HIRSCHMANN交換機(jī)的連接。然后，就可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)該HIRSCHMANN交換機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的配置和管理了。
2、Web
通過(guò)Web界面，可以對(duì)HIRSCHMANN交換機(jī)設(shè)置，方法如下：
第1步，運(yùn)行Web瀏覽器，在地址欄中輸入HIRSCHMANN交換機(jī)IP，回車，彈出如下對(duì)話框。
第2步，輸入正確的用戶名和密碼。
第3步，連接建立，可進(jìn)入HIRSCHMANN交換機(jī)配置系統(tǒng)。
第4步，根據(jù)提示進(jìn)行HIRSCHMANN交換機(jī)設(shè)置和參數(shù)修改。
因?yàn)镠IRSCHMANN交換機(jī)有帶寬很高的內(nèi)部交換矩陣和背部總線，并且這個(gè)背部總線上掛接了所有的端口，通過(guò)內(nèi)部交換矩陣，就能夠把數(shù)據(jù)包直接而迅速地傳送到目的節(jié)點(diǎn)而非所有節(jié)點(diǎn)， 這樣就不會(huì)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，從而產(chǎn)生非常高的效率。同時(shí)在此過(guò)程中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩潭确浅８撸鞘艿绞褂谜叩臍g迎和普遍好評(píng)。 [2]
和集線器每個(gè)端口共享同樣帶寬不同的是，HIRSCHMANN交換機(jī)的數(shù)據(jù)帶寬具有獨(dú)享性。在這樣的前提下，在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，HIRSCHMANN交換機(jī)就可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)之間，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可 以當(dāng)做獨(dú)立網(wǎng)段而獨(dú)自享有固定的部分帶寬，這樣就沒(méi)有和其他設(shè)備進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)實(shí)用的必要。
HIRSCHMANN交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。HIRSCHMANN交換機(jī)內(nèi)部的CPU會(huì)在每個(gè)端口成功連接時(shí)，通過(guò)將MAC地址和端口對(duì)應(yīng)，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(duì)應(yīng)的端口，而不是所有的端口。因此，HIRSCHMANN交換機(jī)可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。
HIRSCHMANN交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。HIRSCHMANN交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后HIRSCHMANN交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)"新的MAC地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用HIRSCHMANN交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段"，通過(guò)對(duì)照IP地址表，HIRSCHMANN交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)HIRSCHMANN交換機(jī)。通過(guò)HIRSCHMANN交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少?zèng)_突域。
端口
HIRSCHMANN交換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的物理網(wǎng)段（注：非IP網(wǎng)段），連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B可同時(shí)向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機(jī)，那么該HIRSCHMANN交換機(jī)這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總流通量也不會(huì)超出10Mbps?？傊?，HIRSCHMANN交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。HIRSCHMANN交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)"MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過(guò)在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。
數(shù)據(jù)傳送的工作原理
HIRSCHMANN交換機(jī)的任意節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)傳輸指令后，即對(duì)于存儲(chǔ)在內(nèi)存里的地址表進(jìn)行快速查找，從而對(duì)于MAC地址的網(wǎng)卡連接位置進(jìn)行確認(rèn)，然后再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摴?jié)點(diǎn)上。如果在地址表中找到相應(yīng)的位置，則進(jìn)行傳輸；如果沒(méi)有，HIRSCHMANN交換機(jī)就會(huì)將該地址進(jìn)行記錄，以利于下次尋找和使用。HIRSCHMANN交換機(jī)一般只需要將幀發(fā)送到相應(yīng)的點(diǎn)，而無(wú)需如集線器發(fā)送到所有節(jié)點(diǎn)，從而節(jié)省了資源和時(shí)間，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省?[2]
數(shù)據(jù)傳送方式
通過(guò)交換的方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸，其實(shí)就是HIRSCHMANN交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳送的方式。之前的集線器，更多是利用共享的方式，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，沒(méi)有辦法從通訊的速度上進(jìn)行要求。集線器的共享方式，也就是常說(shuō)的共享式網(wǎng)絡(luò)，以集線器作為連接設(shè)備并且只 有一個(gè)方向的數(shù)據(jù)流，因而網(wǎng)絡(luò)共享的效率非常低。相對(duì)而言，HIRSCHMANN交換機(jī)能夠?qū)B接到自身的各臺(tái)電腦進(jìn)行相應(yīng)的識(shí)別，通過(guò)每臺(tái)電腦網(wǎng)卡的物理地址也就是常說(shuō)的MAC地址，來(lái)進(jìn)行記憶和識(shí)別。在這樣的前提之下，就不用再進(jìn)行廣播尋找，而能夠直接將記憶的MAC地址找到相應(yīng)的地點(diǎn)并且通過(guò)一個(gè)臨時(shí)性專用的數(shù)據(jù)傳輸通道，來(lái)完成兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間不受外來(lái)干擾的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ拧Ｓ捎贖IRSCHMANN交換機(jī)還具有全雙工傳輸?shù)姆绞?，所以也可以?duì)于多對(duì)節(jié)點(diǎn)間通過(guò)同時(shí)建立臨時(shí)的專用通道，來(lái)形成一個(gè)立體且交叉的數(shù)據(jù)傳輸通道結(jié)構(gòu)。
