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FLUKE網絡測試應用文章-以太網交換技術
日期：2026-04-10 16:30
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摘要：
摘要:由于網絡應用中越來越多的用到多媒體，視頻以及圖像傳送等技術，所以網絡的帶寬需求非常緊張。僅僅幾年前沒有哪個網絡的設計者能夠預見到網絡帶寬的需求有如此迅速的發展。對網絡設計人員的挑戰也就是如何滿足用戶未來的需求。 網絡的用戶通過以下幾個現象感覺到網絡
由于網絡應用中越來越多的用到多媒體，視頻以及圖像傳送等技術，所以網絡的帶寬需求非常緊張。僅僅幾年前沒有哪個網絡的設計者能夠預見到網絡帶寬的需求有如此迅速的發展。對網絡設計人員的挑戰也就是如何滿足用戶未來的需求。
網絡的用戶通過以下幾個現象感覺到網絡的阻塞：
·網絡響應時間變化很大
·不能或很難上網，應用軟件運行（文件傳送）很慢
·服務器聯系中斷，網絡恢復的時間加長
上述現象用比較定量的方式表示可以是：
·流量的峰值可達60%
·平均利用率超過40%
·碰撞超過5%
如果上述情況發生在你的網絡上，那么你的網絡就已經接近飽和。由于以太網采用的協議方式是帶碰撞的載波監聽多路訪問，所以一個站點在占用總線時其它站點就必須等待。雖然以太網的*大速率為10Mbps，但因為所有站點都分享這個帶寬，所以隨著站點的增加網絡的吞吐量就隨之減小。進一步繁忙網絡的總線競爭的加劇和大量的碰撞會使網絡的實際速率下降很多。
以太網上的站點不是一個個按順序傳送信息，而是根據前面講的以太網協議來進行。即在任何時刻只能有一個站點占用總線。如果有兩個以上的站點同時發送信息就會產生所謂的碰撞。碰撞會使信息包破損。這時站點必須停止發送并等待一定的時間以便再次發送，該過程稱為Backoff。當網絡負載很輕，信息傳送的效率就很高。當流量增長的很快時，碰撞就增加很多并使網絡性能下降。如果進一步研究以太網的吞葉量就會發現真正的問題是由于各種設備占用總線時的情況不同而造成的。而碰撞是**位而且是可以明顯看得見的問題。
如果一個網絡在高峰流量小于60%，平均利用率小于40%時該網絡對大部分用戶來說是可以滿足應用要求的。而當網絡超過了上述峰，用戶就會感到響應時間變慢以及出現其它網絡問題。
以太網阻塞的常見原因
一般來說網絡性能都與網絡上所連接的設備有關。以太網阻塞可能有以下幾個原因。
·少數高速網絡設備
網絡上少數高速設備就可能消耗大量的網絡帶寬。例如繁忙的服務器或工程設計的工作站。
·網絡上的站點過多
這也就是希望分享10Mbps的用戶太多。其效果和少數高速網絡設備的結果一樣。
·網絡中有加重網絡流量的一些應用
用戶之間的交互和文件的傳送對網絡有完全不同的需求。交互應用要求較低的延遲。而文件的傳送要求較寬的帶寬和帶寬的高利用率。
不幸的是，標準的共享設備例如集線器以及結構化布線并比能解決網絡阻塞的問題。雖然用集線器可以將很多物理的局域網連接在一起，但絕大多數的集線器只是將這些局域網簡單地連成一個更大的網絡。在傳輸忙的情況下，某個節點就可能不成比例地消耗掉單一網段集線器上的流量。只能支持單一網段的集線器在同一時間只能支持一個對話。
以太網阻塞的解決方案
1.使用網橋和路由器分隔網段
很多網管人員都特別愿意使用網橋將局域網分隔成各個小子網來解決網絡的吞吐量問題。如果必須通過網橋的流量很少，這種方法很見效。然而，可能存在未能預料的網段之間的流量就可能使網橋過載從而造成網絡延遲。為了防止這種現象發生，網管人員必須小心地分隔網段以考慮哪些用戶應該分隔在哪一個網段。這種方法需要花較長時間進行仔細地分隔網段，而且當網絡在經常變化的情況下要反復進行。
利用路由器分隔網絡解決了一個問題可又帶來了另一個問題。路由器是一個很**的網絡設備。它工作在ISO七層協議的第三層。它可以有效地區分流量并將網段在邏輯上完全隔離開。例如IP和DELnet以及其它流量。不幸的是按每個端口平均來計算，路由器比網絡網橋貴很多，而且對擴展網段來說路由器是大材小用。
2.升級到高速網絡
很多網絡設計人員和網管人員都對高速以太網的大吞吐量和容量表示出極大興趣。但是這種解決方案價格太貴，而且由于要更新以前的全部網絡設備，所以這種方案并沒有被廣大用戶所采用。
3.以太網交換技術
以太網交換技術可以使用戶花較少的投資來增加網絡的吞吐量。以太網交換是與協議無關的將信息包在網段之間進行轉發的技術。
交換技術概述
交換技術概述
交換器的工作原理可以想象成與電話交換機PBX的工作原理很類似。電話交換機可以很容易地同時處理多個通話而不相互干擾。如圖2所示，如果用戶A要向用戶B發信息包，交換器只將A與B接通而不必向其它口發送信息包。在同一時刻如果用戶C要向用戶D發送信息包，另一個開關就會接通C與D。即兩個開關同時并行地工作。兩個通訊對通過開關有效地將兩個局域網段連接在一起。
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