共享介质局域网与交换局域网技术解析

"该文件详细介绍了共享介质局域网的工作原理和存在的问题，以及交换局域网的特点和工作原理，重点讨论了局域网交换机技术。" 在计算机网络领域，局域网（LAN）是连接近距离设备的网络，而共享介质局域网和交换局域网是两种常见的局域网架构。 3.4.1 共享介质局域网的工作原理及存在的问题 共享介质局域网是指所有网络节点共享同一物理传输介质，如以太网的早期形式。其中，载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）是最常见的介质访问控制方法。当一个节点发送数据时，它会监听介质是否空闲，如果空闲则发送；如果有其他节点同时发送，就会发生冲突，两个节点都会停止发送并等待随机时间后再尝试。这种机制可能导致效率降低，尤其是在网络繁忙时，因为冲突可能导致重传，增加延迟。 例如，10Base-T以太网中，集线器被用来连接各个节点，形成逻辑上的总线型结构。虽然物理上是星型布局，但数据传输仍然是共享介质的方式。随着节点数量的增加，每个节点可获得的带宽会减少，网络性能下降，冲突增多。 3.4.2 交换局域网的特点 为了解决共享介质局域网的问题，交换局域网应运而生。交换局域网的核心设备是局域网交换机，它提供多个独立的通信路径，使得节点间的数据传输可以并行进行，显著提高了网络效率。每个端口都能独享带宽，避免了冲突和重发，从而提高了网络性能。 3.4.3 交换局域网的工作原理 局域网交换机通过存储转发或直通转发机制来实现数据包交换。在存储转发模式下，交换机会先接收完整数据包，检查其目的地址，然后将其转发到正确的目的端口。而在直通转发模式中，交换机仅需查看数据包前几个字节的MAC地址便能做出转发决策，从而实现更快的数据传输。 3.4.4 局域网交换机技术 局域网交换机不仅提供了更高的带宽和更低的延迟，还支持VLAN（虚拟局域网）功能，可以将物理网络划分为逻辑上的子网，提高管理和安全性。此外，交换机还可以实现QoS（服务质量）策略，优先处理关键业务的数据传输，确保关键应用的性能。 共享介质局域网虽然成本较低，但在大型网络中性能受限。而交换局域网通过提供多个并发连接和更高的带宽利用率，成为现代局域网设计的首选，尤其在需要高效、低延迟通信的场景下。随着技术的发展，交换局域网不断演进，包括千兆以太网、万兆以太网等高速标准，以满足不断增长的网络需求。