交换式集线器

目前，集线器和交换机之间的界限已变得模糊。交换式集线器有一个核心交换式背板，采用一个纯粹的交换系统代替传统的共享介质中继网段。交换式集线器是一种网络开关(switch)，也称交换器，由于和电话交换机对出入线的选择有相似的原理，因此也有人译为交换机，但出入线数比较小，一般在8-24之间。网络开关被定义成一个能接收发来的信息帧，加以暂时存储，然后发到另一端的网络部件。交换式集线器具有网络开关的一般特征。交换式集线器由四个基本元素组成：端口、缓冲区、信息帧的转发机构和背板体系结构。

1)交换式集线器由：端口、缓冲区、信息帧的转发机构和背板体系结构。交换式集线器可以同时接收多个端口信息，并可以同时将这些信息发向多个目标地址对应的端口。交换式集线器还可以将从一个端口接收的信息发向多个端口。由于每个端口都有其专用的转发通道，从而避免了共享式集线器中因共享传输通道所造成的冲突。但是，交换式集线器中冲突依然存在，如果两个接收端口都要向同一个输出端口转发时，就形成了冲突。但是，这个冲突相对于共享式集线器来说，无论是冲突的概率，还是冲突的范围，都要小得多。交换式集线器端口之间的冲突可以通过集线器内部的功能来协调。还有一种形式的冲突，就是如果交换式集线器端口连接到一个传统的以太网段上，该以太网段中仍存在冲突，这种冲突可以由CSMA/CD协议来处理。

2)尽管当前FDDI和令牌环的集线器产品已经在市场上出现，然而占绝对优势的仍是10BASE-T和100BASE-T端口的集线器。另外，集线器端口也可以是100BASE-TX，100BASE-T4或100BASE-FX。

3)缓冲能力和拥塞控制一般说来，大的缓冲区意味着较好的性能，但同时价格也就高。许多交换式集线器厂商选择拥塞控制机制来防止缓冲区溢出的情况发生。拥塞控制可以采用这种方法实现：向高速结点发送“假”冲突，迫使它进入后退状态，暂停数据发送，从而使得集线器得以腾空缓冲区。如果某端口识别出它的缓冲区快满时，则立即发送拥塞模式信号给发送结点。发送结点则按冲突原则中断发送，进入标准后退状态。发送结点将保持此状态，直至该端口腾空内部缓冲区。这种类型的拥塞控制适用于半双工端口。

4)转发机构交换式集线器具有网桥的功能，它必须知道要转发的信息帧的类型。信息帧的转发方法可以是存储转发式、切入式或改进的切入式。交换式集线器中，帧转发机构将在帧的延迟等待和错误检验的可靠性之间作出折衷选择。三种转发机构分别如下：存储转发式(store and forward):将发来的帧在发送到一个端口之前先全部存储在内部存储器中。此时，交换式集线器的延迟等待时间至少等于整个祯的传输时间。这样一来，如果集线器的级联数较大时，可能导致性能恶化。但是，此种方式可以对帧进行CRC校验，从而滤掉不正确的或有冲突的帧。切入式(cut_through):只查看信息帧的目的地址(位于帧头部分)，然后立即进行信息帧的转发，从而使得帧的延迟大为降低。此种方法实际上将目的地址有效的所有信息帧全部进行转发，就有可能将有错误的帧、有冲突的帧也转发了出去。相对主干网而言，切入式的方法适合于工作组级别的集线器。改进型切入式:这种方式综合了以上两种方式的优点。其方法是先保存帧头的64个字节，如果帧不正确，则立即丢弃，因为通过帧的头64个字节就可以判断出包的好坏，所以这种方式是以上两种方式的折衷。不过，改进型切入式在短帧(一般是控制帧)时与存储转发式相似，在长帧(一般是数据帧)时与切入式相似。这是改进型切入式的一个缺点，因为控制帧一般要求短的延迟，而数据帧一般需要好的错误校验。这是一对矛盾