包交換技術

包交換技術（Packet switching technology）也稱為分組交換技術，是將用戶傳送的數據劃分成一定的長度，每個部分叫做一個分組。每個分組的前面有一個分組頭，用以指明該分組發往何地址，然後由交換機根據每個分組的地址標誌，將他們轉發至目的地，這一過程稱為分組交換。

基本介紹

• 中文名：包交換技術
• 外文名：Packet switching technology
• 別名：分組交換技術
• 實質：通訊網交換過程
• 功能：網路的智慧型化管理

概述

進行分組交換的通信網稱為分組交換網。從交換技術的發展歷史看，數據交換經歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業務數字交換的發展過程。分組交換實質上是在“存儲—轉發”基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。分組交換線上路上採用動態復用技術傳送按一定長度分割為許多小段的數據—分組。每個分組標識後，在一條物理線路上採用動態復用的技術，同時傳送多個數據分組。把來自用戶發端的數據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發。到達接收端，再去掉分組頭將各數據欄位按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，互動性好。

交換技術：

網路技術發展迅猛，乙太網占據了統治地位。為了適應網路套用深化帶來的挑戰，網路的規模和速度都在急劇發展，區域網路的速度已從最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s，千兆乙太網技術也已得到了普遍套用。

對於用戶來說，在減低成本的前提下，保證網路的高可靠性、高性能、易維護、易擴展，與採用何種組網技術密切相關；對於設備廠商來說，在保證用戶網路功能實現的基礎上，如何能夠取得更為可觀的利潤，採用組網技術的優劣，成為提高利潤的一個手段。

在具體的組網過程中，是使用已經日趨成熟的傳統的第2層交換技術，還是使用具有路由功能的第3層交換技術，或者是使用具有高網路服務水平的第7層交換技術呢？

在這些技術選擇的權衡中，2層交換、3層交換和7層交換這三種技術究竟孰優孰劣，它們各自又適用於什麼樣的環境呢？

包交換技術分類

傳統的第2層交換技術

2層交換技術可以識別數據幀中的MAC地址信息，根據MAC地址進行轉發，並將這些MAC地址與對應的連線埠，記錄在自己內部的一個MAC地址表中。

談到交換，從廣義上講，任何數據的轉發都可以叫做交換。但是，傳統的、狹義的第2層交換技術，僅包括數據鏈路層的轉發。

目前，第2層交換技術已經成熟。從硬體上看，第2層交換機的接口模組都是通過高速背板/匯流排（速率可高達幾十Gbps）交換數據的，2層交換機一般都含有專門用於處理數據包轉發的ASIC （Application specific Integrated Circuit）晶片，因此轉發速度可以做到非常快。

2層交換機主要用在小型區域網路中，機器數量在二、三十台以下，這樣的網路環境下，廣播包影響不大，2層交換機的快速交換功能、多個接入連線埠和低廉價格，為小型網路用戶提供了完善的解決方案。

總之，交換式區域網路技術使專用的頻寬為用戶所獨享，極大地提高了區域網路傳輸的效率。可以說，在網路系統集成的技術中，直接面向用戶的第2層交換技術，已得到了令人滿意的答案。

具有路由功能的第3層交換技術

第3層交換技術是1997年前後才開始出現的一種交換技術，最初是為了解決廣播域的問題。經過多年發展，第3層交換技術已經成為構建多業務融合網路的主要力量。

在大規模區域網路中，為了減小廣播風暴的危害，必須把大型區域網路按功能或地域等因素劃分成多個小區域網路，這樣必然導致不同子網間的大量互訪，而單純使用第2層交換技術，卻無法實現子網間的互訪。

為了從技術上解決這個問題，網路廠商利用第3層交換技術開發了3層交換機，也叫做路由交換機，它是傳統交換機與路由器的智慧型結合。

簡單地說，可以處理網路第3層數據轉發的交換技術就是第3層交換技術。

從硬體上看，在第3層交換機中，與路由器有關的第3層路由硬體模組，也插接在高速背板/匯流排上。這種方式使得路由模組可以與需要路由的其它模組間，高速交換數據，從而突破了傳統的外接路由器接口速率的限制。

3層交換機是為IP設計的，接口類型簡單，擁有很強的3層包處理能力，價格又比相同速率的路由器低得多，非常適用於大規模區域網路。

第3層交換技術到今天已經相當成熟，同時，3層交換機也從來沒有停止過發展。第3層交換技術及3層交換設備的發展，必將在更深層次上推動整個社會的信息化變革，並在整個網路中獲得越來越重要的地位。

具有網路服務功能的第7層交換技術

第7層交換技術通過逐層解開每一個數據包的每層封裝，並識別出套用層的信息，以實現對內容的識別。

充分利用頻寬資源，對網際網路上的套用、內容進行管理，日益成為服務提供商關注的焦點。如何解決傳輸層到套用層的問題，專門針對傳輸層到套用層進行管理的網路技術變得非常重要，這就是目前第7層交換技術發展的最根本原因。

簡單地說，可以處理網路套用層數據轉發的交換技術就是第7層交換技術。其主要目的是在頻寬套用的情況下，網路層以下不再是問題的關鍵，取而代之的是提高網路服務水平，完成網際網路向智慧型化的轉變。

第7層交換技術通過套用層交換機實現了所有高層網路的功能，使網路管理者能夠以更低的成本，更好地分配網路資源。

從硬體上看，7層交換機將所有功能集中在一個專用的特殊套用積體電路或ASIC上。ASIC比傳統路由器的CPU便宜，而且通常分布在網路連線埠上，在單一設備中包括了50個ASIC，可以支持數以百計的接口。新的ASIC允許智慧型交換機/路由器在所有的連線埠上以極快的速度轉發數據，第7層交換技術可以有效地實現數據流最佳化和智慧型負載均衡。

在Internet網、Intranet網和Extranet網，7層交換機都大有施展抱負的用武之地。比如企業到消費者的電子商務、在線上客戶支持，人事規劃與建設、市場銷售自動化，客戶服務，防火牆負載均衡，內容過濾和頻寬管理等。

交換技術正朝著智慧型化的方向演進，從最初的第2層交換髮展到第3層交換，目前已經演進到網路的第7層套用層的交換。其根本目的就是在降低成本的前提下，保證網路的高可靠性、高性能、易維護、易擴展，最終達到網路的智慧型化管理。