网桥(bridge) 和 交换机(switch) 之异同
PATTON以太微型網(wǎng)橋
網(wǎng)橋(Bridge)也稱為橋接器,是連接兩個局域網(wǎng)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,用它可以使完全具有相同或相似體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接,這樣不但能擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍,而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層,將兩個LAN連起來,根據(jù)MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀,可以看作一個“低層的路由器”(路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址如IP地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā))。
交換機(jī)
華為s1050T
交換機(jī)是主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集線設(shè)備,大部分交換機(jī)是在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層(第二層)操作。
如果把集線器看成一條內(nèi)置的以太網(wǎng)總線,交換機(jī)就可以看做由多條總線構(gòu)成交換矩陣的互聯(lián)系統(tǒng)。每一個交換機(jī)端口對應(yīng)著一條高出一個數(shù)量級的背板帶寬總線(Core Bus),背板總線與一個交換引擎(Switch Engining)相連接。不同端口間的數(shù)據(jù)包經(jīng)背板總線進(jìn)入交換引擎,通過存儲轉(zhuǎn)發(fā)、直通轉(zhuǎn)發(fā)和準(zhǔn)直通轉(zhuǎn)發(fā)模式進(jìn)行交換。
網(wǎng)橋與交換機(jī)的發(fā)展與演變?
20世紀(jì)80年代中期,第一個局域網(wǎng)LAN網(wǎng)橋進(jìn)入市場。網(wǎng)橋初期主要用于局域網(wǎng)LAN分段、傳輸距離延伸和增加應(yīng)用設(shè)備,并使局域網(wǎng)突破共享網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制。為了能夠使局域網(wǎng)LAN滿足當(dāng)時的應(yīng)用需求,需要擴(kuò)展局域網(wǎng)系統(tǒng)。同時,為了使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行更可靠,把一個局域網(wǎng)系統(tǒng)劃分為若干個獨立的物理網(wǎng)段。實現(xiàn)物理網(wǎng)段之間的連接和擴(kuò)展局域網(wǎng)系統(tǒng)的需求導(dǎo)致了網(wǎng)橋的發(fā)展。可以說,在當(dāng)時,網(wǎng)橋獲得了成功的運(yùn)用。?
隨著微電子ASIC、處理器和存儲技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)橋的芯片技術(shù)越來越先進(jìn),網(wǎng)橋技術(shù)與產(chǎn)品得到了不斷發(fā)展與升級。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計要求高性能網(wǎng)橋具有多個端口的應(yīng)用需求提到議事日程。需求與微電子技術(shù)的同步發(fā)展,進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,8、12、16、24的多端口的網(wǎng)橋的設(shè)計與制造成為可能。
值得注意的是,網(wǎng)橋與交換機(jī)的區(qū)別在與市場,而不在與技術(shù)。交換機(jī)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段的方式與網(wǎng)橋相同,交換機(jī)就是一個多端口的網(wǎng)橋。確切地說,高端口密度的網(wǎng)橋就稱為局域網(wǎng)交換機(jī)。?
交換機(jī)與網(wǎng)橋的真正區(qū)別主要在與現(xiàn)代的交換機(jī)與舊式網(wǎng)橋的區(qū)別上。?
交換機(jī)與網(wǎng)橋的區(qū)別?
局域網(wǎng)交換機(jī)的基本功能與網(wǎng)橋一樣,具有幀轉(zhuǎn)發(fā)、幀過濾和生成樹算法功能。但是,交換機(jī)與網(wǎng)橋相比還是存在以下不同:?
1、交換機(jī)工作時,實際上允許許多組端口間的通道同時工作。所以,交換機(jī)的功能體現(xiàn)出不僅僅是一個網(wǎng)橋的功能,而是多個網(wǎng)橋功能的集合。即網(wǎng)橋一般分有兩個端口,而交換機(jī)具有高密度的端口。?
2、分段能力的區(qū)別?
由于交換機(jī)能夠支持多個端口,因此可以把網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)劃分成為更多的物理網(wǎng)段,這樣使得整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有更高的帶寬。而網(wǎng)橋僅僅支持兩個端口,所以,網(wǎng)橋劃分的物理網(wǎng)段是相當(dāng)有限的。?
3、傳輸速率的區(qū)別?
交換機(jī)與網(wǎng)橋數(shù)據(jù)信息的傳輸速率相比,交換機(jī)要快于網(wǎng)橋。?
4、數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)方式的區(qū)別?
網(wǎng)橋在發(fā)送數(shù)據(jù)幀前,通常要接收到完整的數(shù)據(jù)幀并執(zhí)行幀檢測序列FCS后,才開始轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。交換機(jī)具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)和直接轉(zhuǎn)發(fā)兩種幀轉(zhuǎn)發(fā)方式。直接轉(zhuǎn)發(fā)方式在發(fā)送數(shù)據(jù)以前,不需要在接收完整個數(shù)據(jù)幀和經(jīng)過32bit循環(huán)冗余校驗碼CRC的計算檢查后的等待時間。
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??網(wǎng)橋和交換機(jī)都是數(shù)據(jù)通信設(shè)備,都是在OSI參考模型的第二層工作,所以一般被人們統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備,最早是在20世紀(jì)80年代開始使用,當(dāng)時主要被用來連接同類型的網(wǎng)絡(luò),在網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,今天的網(wǎng)橋已經(jīng)能夠連接不同類型的網(wǎng)絡(luò),智能性也得到了提高。
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作為網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的網(wǎng)橋可以劃分為幾種不同的類型。其中透明網(wǎng)橋主要用于以太網(wǎng)環(huán)境,源路由網(wǎng)橋主要用于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò),而轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋則可以在不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)類型(通常為以太網(wǎng)和令牌環(huán))之間進(jìn)行數(shù)據(jù)格式和傳輸協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
今天,交換機(jī)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的網(wǎng)橋,成為最主要的網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)。相對于網(wǎng)橋,交換機(jī)的數(shù)據(jù)吞吐性能更好,端口集成度更高,每端口成本更低,使用更加靈活和方便。
鏈路層設(shè)備簡介
網(wǎng)橋和交換機(jī)的功能都是在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)。數(shù)據(jù)鏈路層的作用主要是控制數(shù)據(jù)流量,處理傳輸錯誤,提供物理地址(沒有邏輯地址),以及管理對物理介質(zhì)的訪問。通過使用不同的鏈路層協(xié)議,網(wǎng)橋可以實現(xiàn)上述所有的功能。目前較為流行的鏈路層協(xié)議包括:以太網(wǎng),令牌環(huán)以及FDDI等。
網(wǎng)橋和交換機(jī)的功能實現(xiàn)原理并不復(fù)雜,主要是通過分析流入的數(shù)據(jù)幀,根據(jù)幀中包含的信息做出轉(zhuǎn)發(fā)決策,然后再把數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。網(wǎng)橋?qū)?shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)分為兩種形式,如果使用的是源路徑網(wǎng)橋技術(shù),那么每一個數(shù)據(jù)幀中都已經(jīng)包含了到達(dá)目的地的完整路徑;如果使用的是透明網(wǎng)橋技術(shù),那么每一次數(shù)據(jù)幀都會被轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點并最終到達(dá)目的地。
對上層協(xié)議的透明性是網(wǎng)橋和交換機(jī)的一個非常重要的優(yōu)勢。因為兩種設(shè)備都是在鏈路層工作,所以不需要檢查上層協(xié)議的信息。這樣就可以加快使用任何網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的數(shù)據(jù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)速度。一般來說,網(wǎng)橋可以支持以下幾種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議:AppleTalk, DECnet,TCP/IP以及XNS等。
網(wǎng)橋可以根據(jù)任何在第二層建立起來的域?qū)?shù)據(jù)幀進(jìn)行過濾。例如,我們可以設(shè)置網(wǎng)橋拒絕轉(zhuǎn)發(fā)來自某個特定網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)幀。因為在數(shù)據(jù)幀包含的數(shù)據(jù)鏈路層信息里經(jīng)常會標(biāo)出所使用的上層協(xié)議的類型,所以我們也可以以此作為參數(shù)設(shè)置過濾機(jī)制。此外,對數(shù)據(jù)幀的有效過濾可以大大降低網(wǎng)絡(luò)中由于廣播或多點發(fā)送而帶來的不必要的數(shù)據(jù)流量。
使用網(wǎng)橋和交換機(jī)可以把一? 型的網(wǎng)絡(luò)劃分成幾個小的子網(wǎng),進(jìn)而提供其它一些功能。因為劃分子網(wǎng)之后只有一小部分的流量需要再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),所以不管是網(wǎng)橋還是交換機(jī)都可以降低流經(jīng)所有連接網(wǎng)段上的設(shè)備的數(shù)據(jù)流量。網(wǎng)橋或者是交換機(jī)還可以起到防火墻的作用,減少可能發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)錯誤。最后,網(wǎng)橋和交換機(jī)可以擴(kuò)展局域網(wǎng)的有效連接范圍,允許接入更多的遠(yuǎn)距離設(shè)備。
從以上介紹中我們可以看出網(wǎng)橋和交換機(jī)具有很多相同點,不過這兩種技術(shù)之間還是存在一些顯著區(qū)別的。在速度方面,交換機(jī)要明顯快于網(wǎng)橋,這是因為交換機(jī)主要是使用硬件進(jìn)行交換,而網(wǎng)橋則需要借助軟件來實現(xiàn)交換。此外,交換機(jī)可以連接不同帶寬的網(wǎng)絡(luò)。例如,一個10 Mbps速度的以太局域網(wǎng)和一個100Mbps的以太局域網(wǎng)之間可以通過一臺交換機(jī)實現(xiàn)互連。在交換技術(shù)方面,交換機(jī)支持開通式交換(cut-through),可以降低網(wǎng)絡(luò)延遲;而網(wǎng)橋則只能夠使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)(store-and-forward)。最后,因為交換機(jī)可以為每一個網(wǎng)段提供專用帶寬,所以可以減少網(wǎng)段上的碰撞率。
再來自己總結(jié)一下異同:
相同點:
相異點:
??? ? ? ? ? ? ? ? ?網(wǎng)橋bridge ? ? ? ? ? ? ?交換機(jī)switch
交換的形式 ? ? ? ? 軟件 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?硬件(使用ASIC) (注1)
數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)方式 ? ? 存儲轉(zhuǎn)發(fā) ? ? ? ? ? ? ? ?存儲轉(zhuǎn)發(fā)、直接轉(zhuǎn)發(fā) (注2)
端口數(shù)量 ? ? ? ? ? 較少2~16 ? ? ? ? ? ? ? ?端口密集度較大,很可能幾百個
雙工模式 ? ? ? ? ? 半雙工 ? ? ? ? ? ? ? ? ?半雙工和全雙工
廣播域 ? ? ? ? ? ? 1個 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 每VLAN 1個
注1:在速度方面,交換機(jī)要明顯快于網(wǎng)橋,這是因為交換機(jī)主要是使用硬件進(jìn)行交換,而網(wǎng)橋則需要借助軟件來實現(xiàn)交換。
注2:網(wǎng)橋在發(fā)送數(shù)據(jù)幀前,通常要接收到完整的數(shù)據(jù)幀并執(zhí)行幀檢測序列FCS后,才開始轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。交換機(jī)具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)和直接轉(zhuǎn)發(fā)兩種幀轉(zhuǎn)發(fā)方式。直接轉(zhuǎn)發(fā)方式在發(fā)送數(shù)據(jù)以前,不需要在接收完整個數(shù)據(jù)幀和經(jīng)過32bit循環(huán)冗余校驗碼CRC的計算檢查后的等待時間。
總結(jié):實際上 網(wǎng)橋可以說是舊事物,而交換機(jī)是新硬件技術(shù)下(ASIC)下的產(chǎn)物,交換機(jī)相當(dāng)于網(wǎng)橋,是網(wǎng)橋的升級版。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的网桥(bridge) 和 交换机(switch) 之异同的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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