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一、局域網(wǎng)交換機的內(nèi)部結構
局域網(wǎng)交換機卓越的性能表現(xiàn)，來源于其內(nèi)部獨特的技術結構。而不同的交換模式或不同的交換類型，也跟局域網(wǎng)交換機內(nèi)部結構密不可分。所以說，了解了局域網(wǎng)交換機的內(nèi)部結構，就等于了解了局域網(wǎng)交換機的技術特點和工作原理。目前局域網(wǎng)交換機采用的內(nèi)部技術結構主要有以下幾種。
1．共享內(nèi)存式結構
該結構依賴于中心局域網(wǎng)交換機引擎所提供的全端口的高性能連接，并由核心引擎完成檢查每個輸入包來決定連接路由。這種方式需要很大的內(nèi)存帶寬和很高的管理費用，尤其是隨著局域網(wǎng)交換機端口的增加，需要內(nèi)存容量更大，速度也更快，中央內(nèi)存的價格就變得很高，從而使得局域網(wǎng)交換機內(nèi)存成為性能實現(xiàn)的主要瓶頸。
2．交叉總線式結構
交叉總線式結構可在端口間建立直接的點對點連接，這種結構對于簡單的單點式（Unicast）信息傳輸來講性能很好，但并不適合點對多點的廣播式傳輸。由于實際網(wǎng)絡應用環(huán)境中，廣播和多播傳輸方式很常見，所以這種標準的交叉總線方式會帶來一些傳輸問題。例如，當端口A向端口D傳輸數(shù)據(jù)時，端口B和端口C就只能等待。而當端口A向所有端口廣播消息時，就可能會引起目標端口的排隊等候。這樣將會消耗掉系統(tǒng)大量帶寬，從而影響局域網(wǎng)交換機傳輸性能。而且要連接N個端口，就需要N×（N+1）條交叉總線，因而實現(xiàn)成本也會隨著端口數(shù)量的增加而急劇上升。
3．混合交叉總線式結構
鑒于標準交叉總線存在的缺陷，一種混合交叉總線實現(xiàn)方式被提了出來。該方式的設計思路是將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能總線連接。該結構的優(yōu)點是減少了交叉總線數(shù)，降低了成本，還減少了總線爭用。但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。
4．環(huán)形總線式結構
這種結構方式在一個環(huán)內(nèi)最多可支持四個交換引擎，并且允許不同速度的交換矩陣互連，以及環(huán)與環(huán)間通過交換引擎連接。由于采用環(huán)形結構，所以很容易聚集帶寬。當端口數(shù)增加的時候，帶寬就相應增加了。與前述幾種結構不同的是，該結構方式有獨立的一條控制總線，用于搜集總線狀態(tài)、處理路由、流量控制和清理數(shù)據(jù)總線。另外，在環(huán)形總線上可以加入管理模塊，提供完整的SNMP管理特性。同時還可以根據(jù)需要選用第三層交換功能。這種結構的最大優(yōu)點就是擴展能力強，實現(xiàn)成本低，而且有效地避免了系統(tǒng)擴展時造成的總線瓶頸。
二、局域網(wǎng)交換機的主要技術
局域網(wǎng)交換機由于使用了虛擬線路交換方式，技術上可在各輸入、輸出端口之間互不爭用帶寬，或在不產(chǎn)生傳輸瓶頸的情況下，完成各端口間數(shù)據(jù)的高速傳輸，從而大大提高了網(wǎng)絡信息點的數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)化了網(wǎng)絡系統(tǒng)。局域網(wǎng)交換機與HUB在硬件上的主要區(qū)別是多出了背板總線和交換引擎兩大部分，這說明局域網(wǎng)交換機的技術含量普遍較高。所以要全面了解局域網(wǎng)交換機，就必須清楚局域網(wǎng)交換機的主要技術特點。 下面介紹了各類用于局域網(wǎng)交換機中的主要技術。
1． 可編程ASIC（特定用途集成電路）
這是一種專門用于優(yōu)化第二層交換處理的專用集成電路芯片，也是當前聯(lián)網(wǎng)解決方案的核心集成技術，它可將多項功能集成在同一個芯片上，使之具有設計簡單、高可靠性、低電源消耗、更高的性能和成本更低的優(yōu)點。在局域網(wǎng)交換機上普遍采用的可編程ASIC芯片，是一種可以由廠家，甚至是用戶根據(jù)應用需要，編輯專用程度的ASIC芯片，是局域網(wǎng)交換機應用中的重要應用技術之一。
2． 分布式流水線
有了分布式流水線，多個分布式轉(zhuǎn)發(fā)引擎就能快速、獨立地傳送各自的數(shù)據(jù)包。而在單個流水線中，多個ASIC芯片可同時處理多個幀。這種并發(fā)性和流水線可將轉(zhuǎn)發(fā)性能提高到一個新高度。在所有端口上實現(xiàn)點播（Unicast）、廣播（Broadcast）和組播（Multicast）的線速性能。所以說，分布式流水線的采用是局域網(wǎng)交換機交換速度提高的重要原因。 |
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