在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展過程中，伴隨著一起的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也在日益進(jìn)化，從最早期的交換機(jī)雛形，到現(xiàn)在高度智能的交換設(shè)備，見證了互聯(lián)網(wǎng)的歷史。交換機(jī)的演變歷史，從這里開始了解。
集線器
早期將一條物理鏈路接入多個(gè)終端設(shè)備時(shí)，使用的設(shè)備叫做集線器（HUB）。通過上聯(lián)口
集線器
接入到網(wǎng)絡(luò)，其它端口接入到終端，看起來跟現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)似乎是一樣的，但集線器屬于物理層設(shè)備，它從一個(gè)端口接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，會在其他端口都將這個(gè)包轉(zhuǎn)發(fā)一次，因?yàn)樗恢酪膊豢赡苤肋@個(gè)包是發(fā)給誰的，只能對所有人廣播，這樣一來會有不少問題，你發(fā)的數(shù)據(jù)其他人都收到了，隱私問題嚴(yán)重，同時(shí)，如果在大型網(wǎng)絡(luò)里，接入HUB的終端比較多的情況下，網(wǎng)絡(luò)效率也是十分低下，多個(gè)端口發(fā)出的數(shù)據(jù)包請求需要排隊(duì)，同時(shí)每個(gè)端口還會收到其他端口的無用數(shù)據(jù)包，假如有100個(gè)終端，可能會收到99或99個(gè)終端的無用數(shù)據(jù)包，嚴(yán)重阻塞了網(wǎng)絡(luò)。
可以看出集線器所有端口共享信息和帶寬，為了解決接收過多的無用數(shù)據(jù)包信息，出現(xiàn)了網(wǎng)橋設(shè)備。
在此需要先講幾個(gè)概念，沖突域和廣播域。
沖突域——當(dāng)一塊網(wǎng)卡發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)可能會和另一塊網(wǎng)卡有沖突，所有可能產(chǎn)生的沖突的網(wǎng)卡的集合叫做沖突域。一般來說連接在同一線上的所有終端設(shè)備的集合就是一個(gè)沖突域。
廣播域——一塊網(wǎng)卡發(fā)出一個(gè)廣播，能收到這個(gè)廣播的所有的網(wǎng)卡的集合稱為一個(gè)廣播域。一般來說，一個(gè)局域網(wǎng)就是一個(gè)廣播域。
很明顯，集線器所有端口都在一個(gè)沖突域，一個(gè)廣播域內(nèi)，所以網(wǎng)絡(luò)阻塞無法避免。
網(wǎng)橋
為解決集線器所有端口位于一個(gè)沖突域的問題，出現(xiàn)了網(wǎng)橋，早期網(wǎng)橋只有兩個(gè)端口，分別連接不同的終端設(shè)備組。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，通過存儲mac表來進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。每個(gè)端口存儲了該端口下連接的設(shè)備的mac地址表，后面有數(shù)據(jù)進(jìn)入就按照這個(gè)表來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如下圖中，
網(wǎng)橋
PC H1發(fā)送給PC H2的數(shù)據(jù)將不會發(fā)送給H3，H4，H5，H6；減少了很多不必要的沖突；PC H1 發(fā)送給PC H3的數(shù)據(jù)將只發(fā)送給H3，H4這段，不會發(fā)送給H5，H6。
可見，網(wǎng)橋每個(gè)端口共享信息和帶寬，網(wǎng)橋是可以隔離沖突域的。相比集線器先進(jìn)不少，但仍然有些不足，沒有完全解決問題。
交換機(jī)
在兩端口的網(wǎng)橋基礎(chǔ)上，集成更多的端口，而且每個(gè)端口獨(dú)享信息和帶寬，交換機(jī)中存儲mac表和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，比網(wǎng)橋更先進(jìn)的是，每個(gè)端口對應(yīng)一個(gè)mac，即每個(gè)端口一個(gè)沖突域，完美解決了網(wǎng)絡(luò)中接收到不相干的信息，提供網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)效率和質(zhì)量。
交換機(jī)
交換機(jī)解決了上述明顯缺陷問題后，繼續(xù)發(fā)展演進(jìn)，向各種不同適用范圍擴(kuò)展。
- 功能擴(kuò)展
集成路由器的功能，成為三層交換機(jī)，同時(shí)適應(yīng)科技發(fā)展，增加了眾多功能，比如網(wǎng)絡(luò)智能診斷和運(yùn)維，可編程系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)協(xié)同，同時(shí)讓交換機(jī)能適應(yīng)更多的應(yīng)用場景。
- 傳輸數(shù)據(jù)量擴(kuò)展
從最早的100M端口，到后來的1000M端口，現(xiàn)在10G端口已經(jīng)很常見了，40G和100G端口在高端交換機(jī)也都可以支持了。
華為S6720全萬兆端口交換機(jī)
- 交換機(jī)的形態(tài)擴(kuò)展
從早期的無規(guī)則形狀，到現(xiàn)在的盒式交換機(jī)，框式交換機(jī)，支持各種不同業(yè)務(wù)需求的擴(kuò)展插槽，融合無線和有線，可以靈活部署，關(guān)鍵部件冗余設(shè)計(jì)，比如雙主控，雙電源等。
華為交換機(jī)
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)展的非常迅速，在出現(xiàn)SDN技術(shù)后，交換機(jī)的發(fā)展將會遇到挑戰(zhàn)，很多功能將會在服務(wù)器上執(zhí)行，但更多的是看作兩個(gè)不同的發(fā)展方向。都是對日益壯大的互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)有力支持。
