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     德國HIRSCHMANN赫斯曼交換機以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息

HIRSCHMANN交換機（Switch）意為“開關(guān)”是一種用于電（光）信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入HIRSCHMANN交換機的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供獨享的電信號通路。最常見的HIRSCHMANN交換機是以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機。其他常見的還有電話語音HIRSCHMANN交換機、光纖HIRSCHMANN交換機等。

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交換機根據(jù)工作位置的不同，可以分為廣域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機和局域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機。廣域的HIRSCHMANN交換機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(wù)器或工作站。實際上，HIRSCHMANN交換機有時被稱為多端口網(wǎng)橋。

網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機，是一個擴大網(wǎng)絡(luò)的器材，能為子網(wǎng)絡(luò)中提供更多的連接端口，以便連接更多的計算機。隨著通信業(yè)的發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)信息化的推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機市場呈穩(wěn)步上升態(tài)勢。它具有性價比高、高度靈活、相對簡單和易于實現(xiàn)等特點。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交換機也就成為了最普及的HIRSCHMANN交換機。 [1]

Switch是HIRSCHMANN交換機的英文名稱，這個產(chǎn)品是由原集線器的升級換代而來，在外觀上看和集線器沒有很大區(qū)別。由于通信兩端需要傳輸信息，而通過設(shè)備或者人工來把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦髽?biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)的路由器上的方式，這個技術(shù)就是HIRSCHMANN交換機技術(shù)。從廣義上來分析，在通信系統(tǒng)里對于信息交換功能實現(xiàn)的設(shè)備，就是HIRSCHMANN交換機。

“HIRSCHMANN交換機”是一個外來詞，源自英文“Switch”，原意是“開關(guān)”，中國技術(shù)界在引入這個詞匯時，翻譯為“交換”。在英文中，動詞“交換”和名詞“HIRSCHMANN交換機”是同一個詞（注意這里的“交換”特指電信技術(shù)中的信號交換，與物品交換不是同一個概念）。 [3]

1993年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn)，1994年，國內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。其實，交換技術(shù)是一個具有簡化、低價、高性能和口密集特點的交換產(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交換機按每一個包中的MAC地址相對簡單地決策信息轉(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交換機轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小，操作接近單個局域網(wǎng)性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通橋接互聯(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交換機提供了許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。HIRSCHMANN交換機能經(jīng)濟(jì)地將網(wǎng)絡(luò)分成小的沖突網(wǎng)域，為每個工作站提供更高的帶寬。協(xié)議的透明性使得HIRSCHMANN交換機在軟件配置簡單的情況下直接安裝在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中；HIRSCHMANN交換機使用現(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；HIRSCHMANN交換機對工作站是透明的，這樣管理開銷低廉，簡化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的增加、移動和網(wǎng)絡(luò)變化的操作。 [3]

利用專門設(shè)計的集成電路可使HIRSCHMANN交換機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現(xiàn)上述性能，其端口造價低于傳統(tǒng)型橋接器。

從廣義上來看，網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機分為兩種：廣域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機和局域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機。廣域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信用的基礎(chǔ)平臺。而局域網(wǎng)HIRSCHMANN交換機則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機及網(wǎng)絡(luò)打印機等。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機、快速以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機、千兆以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機、FDDIHIRSCHMANN交換機、ATMHIRSCHMANN交換機和令牌環(huán)HIRSCHMANN交換機等。從規(guī)模應(yīng)用上又可分為企業(yè)級HIRSCHMANN交換機、部門級HIRSCHMANN交換機和工作組HIRSCHMANN交換機等。各廠商劃分的尺度并不是一致的，一般來講，企業(yè)級HIRSCHMANN交換機都是機架式，部門級HIRSCHMANN交換機可以是機架式（插槽數(shù)較少），也可以是固定配置式，而工作組級HIRSCHMANN交換機為固定配置式（功能較為簡單）。另一方面，從應(yīng)用的規(guī)模來看，作為骨干HIRSCHMANN交換機時，支持500個信息點以上大型企業(yè)應(yīng)用的HIRSCHMANN交換機為企業(yè)級HIRSCHMANN交換機，支持300個信息點以下中型企業(yè)的HIRSCHMANN交換機為部門級HIRSCHMANN交換機，而支持100個信息點以內(nèi)的HIRSCHMANN交換機為工作組級HIRSCHMANN交換機。 [3]

以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機

隨著計算機及其互聯(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算機網(wǎng)絡(luò)。而以太網(wǎng)的核心部件就是以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機。

不論是人工交換還是程控交換，都是為了傳輸語音信號，是需要獨占線路的“電路交換”。而以太網(wǎng)是一種計算機網(wǎng)絡(luò)，需要傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)，因此采用的是“分組交換”。但無論采取哪種交換方式，HIRSCHMANN交換機為兩點間提供“獨享通路”的特性不會改變。就以太網(wǎng)設(shè)備而言，HIRSCHMANN交換機和集線器的本質(zhì)區(qū)別就在于：當(dāng)A發(fā)信息給B時，如果通過集線器，則接入集線器的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都會收到這條信息（也就是以廣播形式發(fā)送），只是網(wǎng)卡在硬件層面就會過濾掉不是發(fā)給本機的信息；而如果通過HIRSCHMANN交換機，除非A通知HIRSCHMANN交換機廣播，否則發(fā)給B的信息C絕不會收到（獲取HIRSCHMANN交換機控制權(quán)限從而的情況除外）。 [3]

以太網(wǎng)HIRSCHMANN交換機廠商根據(jù)市場需求，推出了三層甚至四層HIRSCHMANN交換機。但無論如何，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交換機是一個擴大網(wǎng)絡(luò)的器材，能為子網(wǎng)絡(luò)中提供更多的連接端口，以便連接更多的計算機。隨著通信業(yè)的發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)信息化的推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)HIRSCHMANN交換機市場呈穩(wěn)步上升態(tài)勢。它具有性能價格比高、高度靈活、相對簡單、易于實現(xiàn)等特點。 [3]

光HIRSCHMANN交換機

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)都是基于電信號的，即使是光纖HIRSCHMANN交換機也是先將光信號轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過交換處理后，再轉(zhuǎn)回光信號發(fā)到另一根光纖。由于光電轉(zhuǎn)換速率較低，同時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)計出一種無需經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換的“光HIRSCHMANN交換機”，其內(nèi)部不是電路而是光路，邏輯原件不是開關(guān)電路而是開關(guān)光路。這樣將大大提高HIRSCHMANN交換機的處理速率。 [3]

遠(yuǎn)程配置

HIRSCHMANN交換機除了可以通過“Console”端口與計算機直接連接，還可以通過普通端口連接。此時配置HIRSCHMANN交換機就不能用本地配置，而是需要通過Telnet或者Web瀏覽器的方式實現(xiàn)HIRSCHMANN交換機配置。具體配置方法如下：

1、Telnet

Telnet協(xié)議是一種遠(yuǎn)程訪問協(xié)議，可以通過它登錄到HIRSCHMANN交換機進(jìn)行配置。

假設(shè)HIRSCHMANN交換機IP為：192.168.0.1，通過Telnet進(jìn)行HIRSCHMANN交換機配置只需兩步： [3]

第1步，單擊開始，運行，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交換機的連接。然后，就可以根據(jù)實際需要對該HIRSCHMANN交換機進(jìn)行相應(yīng)的配置和管理了。

2、Web

通過Web界面，可以對HIRSCHMANN交換機設(shè)置，方法如下：

第1步，運行Web瀏覽器，在地址欄中輸入HIRSCHMANN交換機IP，回車，彈出如下對話框。

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交換機配置系統(tǒng)。

第4步，根據(jù)提示進(jìn)行HIRSCHMANN交換機設(shè)置和參數(shù)修改。

因為HIRSCHMANN交換機有帶寬很高的內(nèi)部交換矩陣和背部總線，并且這個背部總線上掛接了所有的端口，通過內(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)點而非所有節(jié)點， 這樣就不會浪費網(wǎng)絡(luò)資源，從而產(chǎn)生非常高的效率。同時在此過程中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩潭确浅８?，更是受到使用者的歡迎和普遍好評。 [2]

和集線器每個端口共享同樣帶寬不同的是，HIRSCHMANN交換機的數(shù)據(jù)帶寬具有獨享性。在這樣的前提下，在同一個時間段內(nèi)，HIRSCHMANN交換機就可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉鄠€節(jié)點之間，并且每個節(jié)點都可 以當(dāng)做獨立網(wǎng)段而獨自享有固定的部分帶寬，這樣就沒有和其他設(shè)備進(jìn)行競爭實用的必要。

HIRSCHMANN交換機工作于OSI參考模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。HIRSCHMANN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(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)包將僅送往其對應(yīng)的端口，而不是所有的端口。因此，HIRSCHMANN交換機可用于劃分?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，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個端口上，通過內(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交換機會“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交換機也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對照IP地址表，HIRSCHMANN交換機只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過HIRSCHMANN交換機。通過HIRSCHMANN交換機的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少沖突域。

端口

HIRSCHMANN交換機在同一時刻可進(jìn)行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨立的物理網(wǎng)段（注：非IP網(wǎng)段），連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(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，那么該HIRSCHMANN交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps。總之，HIRSCHMANN交換機是一種基于MAC地址識別，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交換機可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時的交換路徑，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交換機的任意節(jié)點收到數(shù)據(jù)傳輸指令后，即對于存儲在內(nèi)存里的地址表進(jìn)行快速查找，從而對于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；如果沒有，HIRSCHMANN交換機就會將該地址進(jìn)行記錄，以利于下次尋找和使用。HIRSCHMANN交換機一般只需要將幀發(fā)送到相應(yīng)的點，而無需如集線器發(fā)送到所有節(jié)點，從而節(jié)省了資源和時間，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省?[2]

數(shù)據(jù)傳送方式

通過交換的方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸，其實就是HIRSCHMANN交換機的數(shù)據(jù)傳送的方式。之前的集線器，更多是利用共享的方式，來對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，沒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 有一個方向的數(shù)據(jù)流，因而網(wǎng)絡(luò)共享的效率非常低。相對而言，HIRSCHMANN交換機能夠?qū)B接到自身的各臺電腦進(jìn)行相應(yīng)的識別，通過每臺電腦網(wǎng)卡的物理地址也就是常說的MAC地址，來進(jìn)行記憶和識別。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)的地點并且通過一個臨時性專用的數(shù)據(jù)傳輸通道，來完成兩個節(jié)點之間不受外來干擾的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ?。由于HIRSCHMANN交換機還具有全雙工傳輸?shù)姆绞剑砸部梢詫τ诙鄬?jié)點間通過同時建立臨時的專用通道，來形成一個立體且交叉的數(shù)據(jù)傳輸通道結(jié)構(gòu)。