交換器又稱為交換機(jī)(英文:Switch,意為“開關(guān)”)是一種用于電信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入設(shè)備的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供獨享的電信號通路,交換器其實就是一種交換式的集線器。交換器與集線器(HUB)在網(wǎng)路內(nèi)的功用大致相同,其間最大的差異在于交換器的每個埠(port)都享有一個專屬的頻寬并具備資料交換功能,使得網(wǎng)路傳輸效能得於同一時間內(nèi)所能傳輸?shù)馁Y料量較大;而集線器為則是所有的埠(port)共享一個頻寬。
交換機(jī)按用途一般分為以太網(wǎng)交換機(jī),電話語音交換機(jī)、光交換機(jī)等。
電話程控交換機(jī)
交換機(jī)的起初是人工交換。當(dāng)電話被發(fā)明后,只需要一根足夠長的導(dǎo)線,加上末端的兩臺電話,就可以使相距很遠(yuǎn)的兩個人進(jìn)行語音交談。
電話增多后,要使每個擁有電話的人都能相互通信,我們不可能每兩臺電話機(jī)之間有拉上一根線。于是人們設(shè)立了電話局,每個電話用戶都接一根線到電話局的一個大電路板上。當(dāng)A希望和B通話時,就請求電話局的接線員接通B的電話。接線員用一根導(dǎo)線,一頭插在A接到電路板上的孔,另一頭插到B的孔,這就是“接續(xù)”,相當(dāng)于臨時給A和B拉了一條電話線,這時雙方就可以通話了。當(dāng)通話完畢后,接線員將電線拆下,這就是“拆線”。整個過程就是“人工交換”,它實際上就是一個“合上開關(guān)”和“斷開開關(guān)”的過程。因此,把“交換”譯為“開關(guān)”從技術(shù)上講更容易讓人理解。
人工交換的效率太低,不能滿足大規(guī)模部署電話的需要。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和開關(guān)電路技術(shù)的成熟,人們發(fā)現(xiàn)可以利用電子技術(shù)替代人工交換。電話終端用戶只要向電子設(shè)備發(fā)送一串電信號,電子設(shè)備就可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序,將請求方和被請求方的電路接通,并且獨占此電路,不會與第三方共享(當(dāng)然,由于設(shè)計缺陷的緣故,可能會出現(xiàn)多人共享電路的情況,也就是俗稱的“串線”)。這種交換方式被稱為“程控交換”。而這種設(shè)備也就是程控交換機(jī)”又被稱為“語音交換機(jī)”。
由于程控交換的技術(shù)長期被發(fā)達(dá)國家壟斷,設(shè)備昂貴,我國的電話普及率一直不高。隨著當(dāng)年華為、中興通訊等企業(yè)陸續(xù)自主研制出程控交換機(jī),電話在我國得到迅速地普及。
目前,語音程控交換機(jī)普遍使用的通信協(xié)議為七號信令(Signalling System No.7)
交換機(jī)
隨著計算機(jī)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(jī)網(wǎng)絡(luò)。而以太網(wǎng)的核心部件就是以太網(wǎng)交換機(jī)也和稱為數(shù)據(jù)交換機(jī)。
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(jī)網(wǎng)絡(luò),需要傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù),因此采用的是“包交換”。但無論采取哪種交換方式,交換機(jī)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,交換機(jī)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(jī)的信息;而如果通過交換機(jī),除非A通知交換機(jī)廣播,否則發(fā)給B的信息C絕不會收到(獲取交換機(jī)控制權(quán)限從而監(jiān)聽的情況除外)。
目前,以太網(wǎng)交換機(jī)廠商根據(jù)市場需求,推出了三層甚至四層交換機(jī)。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。
光交換機(jī)
光交換是新一代的交換技術(shù)。原有的交換技術(shù)都是基于電信號的,原有的光纖交換機(jī)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,因此人們設(shè)計出一種無需經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換的“光交換機(jī)”,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。這樣將大大提高交換機(jī)的處理速率。 |