LAN交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)食物鏈上的級別要比集線器高一些，當(dāng)然價格也要貴一些，但應(yīng)用得當(dāng)，完全物有所值。

　　LAN交換機(jī)是一種智能集線器，它包括多條總線，并具有基本的路由功能。幾條總線相互連接成交換矩陣（switching matrix）。視制造商的設(shè)計偏好和最終用戶的應(yīng)用需求等因素而定，交換矩陣的細(xì)節(jié)大不相同。

　　通過交換矩陣，LAN交換機(jī)能夠同時支持多路點對點傳輸。LAN交換機(jī)讀取幀頭含有的地址信息后，按照需要，可以隨時通過交換矩陣在入站端口到外站端口之間建立一條通路。

　　由于是點對點傳輸，因而不會像網(wǎng)橋和集線器那樣出現(xiàn)共享總線上存在擁塞和沖突的問題。當(dāng)然擁塞問題仍然存在，但大大得到了緩解，因為交換機(jī)內(nèi)部有多條總線。

　　此外，取決于體系結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，每條總線借助于多路復(fù)用方法，對傳輸容量進(jìn)行細(xì)分，從而支持多條邏輯鏈路。為此，幀會在入站交換機(jī)端口進(jìn)行緩沖（即在臨時存儲器當(dāng)中排成隊列），一旦有了可以使用的容量，就立即轉(zhuǎn)發(fā)，同其它傳輸信號有關(guān)的其它幀交叉在一起。

　　這過程通常會得到進(jìn)一步優(yōu)化，即每個幀進(jìn)行分段。片段經(jīng)過包括多條互連總線的通路傳輸，并同其它傳輸信號有關(guān)的其它幀交叉在一起。

　　最后，片段由緩沖器集合起來，在出站端口重新裝配，然后轉(zhuǎn)發(fā)給目的設(shè)備。

　　隨便說一下，不是所有交換機(jī)都會對幀進(jìn)行分段。較小的分段允許更多用戶可以共享交換矩陣，而較大的幀傳輸效率更高、速率更高，因為交換機(jī)要處理的幀頭比較少。生活處處需要折衷，這就是優(yōu)化的本質(zhì)。

　　交換機(jī)的工作方式分兩種：直通或存儲轉(zhuǎn)發(fā)。在直通模式下，交換機(jī)讀取幀頭里面的目的地址后，立即通過交換矩陣一位接一位地傳輸數(shù)據(jù)。直接方式速度快、成本低。

　　而在存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式下，交換機(jī)集合整個幀后，會在轉(zhuǎn)發(fā)之前檢查有無錯誤，可能首先會對其進(jìn)行分段。雖然存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式比直通模式速度慢、成本高，但減小了傳播錯誤幀的可能性，因而提高了總吞吐量。生活同樣處處需要折衷。

　　與網(wǎng)橋和集線器一樣，交換機(jī)基于幀頭里面的地址，在介質(zhì)訪問控制（MAC）層進(jìn)行過濾。有些交換機(jī)還能基于IP地址過濾，因為為了提供數(shù)據(jù)流傳輸?shù)目煽啃�，通常會在LAN幀內(nèi)運行TCP/IP。

　　注意：雖然就緩解擁塞和沖突以及提高吞吐量的能力而言，交換機(jī)較之網(wǎng)橋和集線器大為提高，但仍工作在OSI參考模塊的第1層（物理層）和第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）。

　　隨便說一下，這種交換機(jī)無疑頗為常見，能夠支持規(guī)模龐大或大量使用網(wǎng)絡(luò)資源的工作組�？峙赂鼮槌Ｒ姷氖牵琇AN交換機(jī)出現(xiàn)在骨干網(wǎng)應(yīng)用中：它們通常用來互連工作組級集線器。

　　100Mbps交換機(jī)通過10條Mbps總線提供100Mbps的聚合帶寬。如果考慮到很流行的100Base-T集線器和新問世的千兆以太網(wǎng)（GbE），照如今的標(biāo)準(zhǔn)來看，顯得有點未盡其用。

千兆以太網(wǎng)（GbE）

　　1998年，IEEE最終把千兆以太網(wǎng)（GbE）定為802.3z�，F(xiàn)在有兩個版本，它們都與10/100Mbps以太網(wǎng)兼容。共享式千兆以太網(wǎng)（Shared GbE）又名1000Base-T，實質(zhì)上是一種更高速率的10/100Base-T，共享總線速率為1Gbps。

　　其實，一些共享千兆以太網(wǎng)總線的速率可達(dá)數(shù)個Gbps。交換式千兆以太網(wǎng)(Switched GbE)其實可能需要聚合速率為數(shù)十個Gbps的交換矩陣，其實質(zhì)上是更高速率的一種傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機(jī)。

　　千兆以太網(wǎng)端口的運行速率可達(dá)1GbE，具有全雙工（FDX）傳輸特性。雖然千兆以太網(wǎng)與10/100Mbps以太網(wǎng)向后兼容，但除了原始速率外還存在幾個不同之處，而且確實需要叉車式升級（forklift upgrade）。

　　其中一個不同之處就是幀的大小�？紤]到傳播延遲，最小幀大小直接關(guān)系沖突控制。

　　你可能會記得，10Mbps以太網(wǎng)明確最小幀為64字節(jié)，而這個幀大小在100Mbps以太網(wǎng)當(dāng)中并沒有變。但在1Gbps以太網(wǎng)中必須變化，因為1Gbps以太網(wǎng)的時鐘速率要比原始以太網(wǎng)快100倍。

　　所以，千兆以太網(wǎng)明確最小幀大小為512字節(jié)，這為傳輸設(shè)備提供了更多的時間，萬一遇到擁塞情形，就能收到?jīng)_突通知。

　　一些制造商還提高了最大幀大小，以便適應(yīng)長達(dá)9000字節(jié)的超大幀（jumbo frame）。這種非標(biāo)準(zhǔn)方法提高了網(wǎng)絡(luò)GbE設(shè)備之間傳輸?shù)男���，但要求在跟基于�?biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)接合時進(jìn)行分段和裝配過程。

　　注意：IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會討論超大幀已有一些年頭，但尚未正式加入到規(guī)范當(dāng)中。

　　傳輸介質(zhì)方面也有一些不同。不出所料，焦點在于光纖。不用中繼器，多模光纖（MMF）最遠(yuǎn)可以支持550米的GbE傳輸，而單模光纖（SMF）可以遠(yuǎn)至5千米。

　　雖然當(dāng)初5類和超5類UTP是為100Base-T而開發(fā)，但質(zhì)量更好的線纜若采用四對線結(jié)構(gòu)，支持GbE的距離仍可以達(dá)到25米。最終規(guī)范懸而未決的6類線專門用于GbE。6類線會有兩種：屏蔽金屬箔雙絞線（SFTP）和屏蔽雙絞線（ScTP）。

　　那么，GbE適用何種于應(yīng)用呢？正如人們所料，GbE目前適用于骨干網(wǎng)，被用來緩解交換機(jī)間和集線器間速率為10/100Mbps的流量的擁塞問題。

　　GbE還適用于帶寬非常密集型的桌面應(yīng)用如計算機(jī)輔助設(shè)備（CAD），但如今這種情況非常少見。GbE還適用于城域網(wǎng)(MAN）領(lǐng)域。

　　大都市區(qū)的許多服務(wù)提供商已開始為大企業(yè)提供本地以太網(wǎng)服務(wù)，這些大企業(yè)的多個站點需要把多個以太網(wǎng)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)。假定所有主體流量都經(jīng)過以太網(wǎng)，在都市區(qū)利用本地以太網(wǎng)方式聯(lián)網(wǎng)顯然要比投入開支難度頗大地加入幀中繼或ATM更有優(yōu)勢。

　　IEEE現(xiàn)計劃利用名為彈性分組環(huán)(RPR)的簡化版SONET/SDH以大大降低難度。IEEE 802.17負(fù)責(zé)明確RPR的定義，RPR是專門面向GbE和10GbE的一種非SONET環(huán)體系結(jié)構(gòu)。

　　RPR可能會以SONET的速率運行，保留SONET的幀結(jié)構(gòu)，并提供類似SONET的轉(zhuǎn)換時間，但不存在與SONET大量的網(wǎng)絡(luò)管理功能有關(guān)的龐大開銷。