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德國(guó)Hirschmann交換機(jī)，德國(guó)Hirschmann赫斯曼交換機(jī)

赫斯曼電子公司位于德國(guó)的Neckartenzlingen，產(chǎn)品范圍包括采用模擬和數(shù)字廣播電視傳輸技術(shù)的移動(dòng)發(fā)射和接收系統(tǒng)，企業(yè)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案以及現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。公司由“香蕉插頭”之父Richard Hirschmann于1924年創(chuàng)立。歷經(jīng)81年，赫斯曼這個(gè)當(dāng)初只有一個(gè)人的公司已經(jīng)發(fā)展成為在現(xiàn)代通信領(lǐng)域的一個(gè)現(xiàn)代化企業(yè)。

　　自1997年1月1日起，赫斯曼公司加入Rheinmetall集團(tuán)的電子部，作為Aditron AG的一個(gè)成員，開發(fā)并生產(chǎn)汽車電子、多媒體通信系統(tǒng)和自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的產(chǎn)品。2004年3月24日，赫斯曼公司又加入了的金融投資公司HgCapital集團(tuán)。

　　赫斯曼的技術(shù)實(shí)力主要體現(xiàn)在汽車通訊系統(tǒng)、多媒體電子、自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)解決方案和電子控制系統(tǒng)。為了使公司結(jié)構(gòu)更加清晰，在2003年1月初成立了多媒體部門，即赫斯曼多媒體電子公司。現(xiàn)在，赫斯曼收購了從前的姊妹公司，坐落于Ettlingen的PAT公司，她的電子控制系統(tǒng)部門已經(jīng)在赫斯曼集團(tuán)旗下。

　　作為的集成天線系統(tǒng)制造商，赫斯曼開發(fā)了許多創(chuàng)新的產(chǎn)品，例如*個(gè)集成在汽車后保險(xiǎn)杠中的接收天線，同時(shí)也是汽車后窗玻璃使用的模塊化天線系統(tǒng)的者。赫斯曼成功地推出了一系列的移動(dòng)發(fā)射和接收系統(tǒng)，適用于廣播接收、通信、導(dǎo)航、車（船）隊(duì)管理和通信等領(lǐng)域。

　　赫斯曼在多媒體通信領(lǐng)域也處在的位置，這包括傳輸模擬和數(shù)字廣播信號(hào)的系統(tǒng)和組件，用于專業(yè)的CATV網(wǎng)絡(luò)和家用的衛(wèi)星地面站系統(tǒng)。

　　作為自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)方面的專家，1984年赫斯曼在德國(guó)的斯圖加特大學(xué)建立了世界上*條光纖以太網(wǎng)，1990年，又在**個(gè)推出了環(huán)形冗余以太網(wǎng)（HIPER-Ring）。赫斯曼提供了完整而又全面的適用于工業(yè)環(huán)境和辦公環(huán)境的數(shù)據(jù)通信體系，產(chǎn)品范圍從千兆以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和以太網(wǎng)產(chǎn)品，到現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，以及執(zhí)行器和傳感器所使用的ASI連接器，這些產(chǎn)品信息廣泛，主要應(yīng)用范圍包括辦公室通信、生產(chǎn)自動(dòng)化、過程控制、交通控制，以及獨(dú)立的機(jī)器設(shè)備控制系統(tǒng)。

　　在汽車工廠電子的市場(chǎng)上，電子控制系統(tǒng)部門（由PAT公司并入）的載荷顯示儀和載荷矩限制器產(chǎn)品深受好評(píng)。在這一領(lǐng)域，赫斯曼開發(fā)并生產(chǎn)基于微處理器控制的安全的軟硬件系統(tǒng)。赫斯曼集團(tuán)的電子控制系統(tǒng)將繼續(xù)以她的品牌PAT和KRUGER行銷市場(chǎng)，并將在傳統(tǒng)建筑機(jī)械行業(yè)以外，如原料處理，得到更廣泛的應(yīng)用。

　　赫斯曼電子集團(tuán)在德國(guó)和匈牙利都有自己的生產(chǎn)廠房，分部更是遍及眾多歐洲國(guó)家、美國(guó)及亞洲。

德國(guó)Hirschmann交換機(jī)，德國(guó)Hirschmann赫斯曼交換機(jī)

起源

　　“交換機(jī)”是一個(gè)舶來詞，源自英文“Switch，原意是“開關(guān)”，我國(guó)技術(shù)界在引入這個(gè)詞匯時(shí)，翻譯為“交換”。在英文中，動(dòng)詞“交換”和名詞“交換機(jī)”是同一個(gè)詞（注意這里的“交換”特指電信技術(shù)中的信號(hào)交換，與物品交換不是同一個(gè)概念）。

　　1993年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn)，1994年，國(guó)內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。其實(shí)，交換技術(shù)是一個(gè)具有簡(jiǎn)化、低價(jià)、高性能和口密集特點(diǎn)的交換產(chǎn)品，體現(xiàn)了橋接技術(shù)的復(fù)雜交換技術(shù)在OSI參考模型的第二層操作。與橋接器一樣，交換機(jī)按每一個(gè)包中的MAC地址相對(duì)簡(jiǎn)單地決策信息轉(zhuǎn)發(fā)。而這種轉(zhuǎn)發(fā)決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他信息。與橋接器不同的是交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小，操作接近單個(gè)局域網(wǎng)性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通橋接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。

　　交換技術(shù)允許共享型和型的局域網(wǎng)段進(jìn)行帶寬調(diào)整，以減輕局域網(wǎng)之間信息流通出現(xiàn)的瓶頸問題。現(xiàn)在已有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)的交換產(chǎn)品。

　　類似傳統(tǒng)的橋接器，交換機(jī)提供了許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。交換機(jī)能經(jīng)濟(jì)地將網(wǎng)絡(luò)分成小的沖突網(wǎng)域，為每個(gè)工作站提供更高的帶寬。協(xié)議的透明性使得交換機(jī)在軟件配置簡(jiǎn)單的情況下直接安裝在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中；交換機(jī)使用現(xiàn)有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網(wǎng)卡，不必作高層的硬件升級(jí)；交換機(jī)對(duì)工作站是透明的，這樣管理開銷低廉，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加、移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)變化的操作。

　　利用專門設(shè)計(jì)的集成電路可使交換機(jī)以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息，提供了比傳統(tǒng)橋接器高得多的操作性能。如理論上單個(gè)以太網(wǎng)端口對(duì)含有64個(gè)八進(jìn)制數(shù)的數(shù)據(jù)包，可提供14880bps的傳輸速率。這意味著一臺(tái)具有12個(gè)端口、支持6道并行數(shù)據(jù)流的“線路速率”以太網(wǎng)交換器必須提供89280bps的總體吞吐率（6道信息流Ｘ14880bps／道信息流）。集成電路技術(shù)使得交換器在更多端口的情況下以上述性能運(yùn)行，其端口造價(jià)低于傳統(tǒng)型橋接器。

人工交換

　　電信號(hào)交換的歷史應(yīng)當(dāng)追溯到出現(xiàn)的初期。當(dāng)被發(fā)明后，只需要一根足夠長(zhǎng)的導(dǎo)線，加上末端的兩臺(tái)，就可以使相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)人進(jìn)行語音交談。

　　增多后，要使每個(gè)擁有的人都能相互通信，我們不可能每?jī)膳_(tái)機(jī)之間有拉上一根線。于是人們?cè)O(shè)立了局，每個(gè)用戶都接一根線到局的一個(gè)大電路板上。當(dāng)A希望和B通話時(shí)，就請(qǐng)求局的接線員接通B的。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(shí)給A和B拉了一條線，這時(shí)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(gè)過程就是“人工交換”，它實(shí)際上就是一個(gè)“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。

電路程控交換機(jī)

　　人工交換的效率太低，不能滿足大規(guī)模部署的需要。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。終端用戶只要向電子設(shè)備發(fā)送一串電信號(hào)，電子設(shè)備就可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，將請(qǐng)求方和被請(qǐng)求方的電路接通，并且獨(dú)占此電路，不會(huì)與第三方共享（當(dāng)然，由于設(shè)計(jì)缺陷的緣故，可能會(huì)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)”。

　　由于程控交換的技術(shù)長(zhǎng)期被發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，設(shè)備昂貴，我國(guó)的普及率一直不高。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)，在我國(guó)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(hào)信令（Signalling System No.7）

以太網(wǎng)交換機(jī)

　　隨著計(jì)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zui高的短距離二層計(jì)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)。

　　不論是人工交換還是程控交換，都是為了傳輸語音信號(hào)，是需要獨(dú)占線路的“電路交換”。而以太網(wǎng)是一種計(jì)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(diǎn)間提供“獨(dú)享通路”的特性不會(huì)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(shí)，如果通過集線器，則接入集線器的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都會(huì)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(huì)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(huì)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(chǎng)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

　　光交換是人們正在研制的下一代交換技術(shù)。目前所有的交換技術(shù)都是基于電信號(hào)的，即使是目前的光纖交換機(jī)也是先將光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)過交換處理后，再轉(zhuǎn)回光信號(hào)發(fā)到另一根光纖。由于光電轉(zhuǎn)換速率較低，同時(shí)電路的處理速度存在物理學(xué)上的瓶頸，因此人們希望設(shè)計(jì)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。

 

分類

　　交換機(jī)的傳輸模式有全雙工，半雙工，全雙工/半雙工自適應(yīng)

　　交換機(jī)的全雙工是指交換機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也能夠接收數(shù)據(jù)，兩者同步進(jìn)行，這好像我們平時(shí)打一樣，說話的同時(shí)也能夠聽到對(duì)方的聲音。目前的交換機(jī)都支持全雙工。全雙工的好處在于遲延小，速度快。

　　提到全雙工，就不能不提與之密切對(duì)應(yīng)的另一個(gè)概念，那就是“半雙工”，所謂半雙工就是指一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只有一個(gè)動(dòng)作發(fā)生，舉個(gè)簡(jiǎn)單例子，一條窄窄的馬路，同時(shí)只能有一輛車通過，當(dāng)目前有兩量車對(duì)開，這種情況下就只能一輛先過，等到頭兒后另一輛再開，這個(gè)例子就形象的說明了半雙工的原理。早期的對(duì)講機(jī)、以及早期集線器等設(shè)備都是實(shí)行半雙工的產(chǎn)品。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，半雙工會(huì)逐漸退出歷史舞臺(tái)。　

　　從廣義上來看，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分為兩種：廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。廣域網(wǎng)交換機(jī)主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信用的基礎(chǔ)平臺(tái)。而局域網(wǎng)交換機(jī)則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等。從規(guī)模應(yīng)用上又可分為企業(yè)級(jí)交換機(jī)、部門級(jí)交換機(jī)和工作組交換機(jī)等。各廠商劃分的尺度并不是*一致的，一般來講，企業(yè)級(jí)交換機(jī)都是機(jī)架式，部門級(jí)交換機(jī)可以是機(jī)架式（插槽數(shù)較少），也可以是固定配置式，而工作組級(jí)交換機(jī)為固定配置式（功能較為簡(jiǎn)單）。另一方面，從應(yīng)用的規(guī)模來看，作為骨干交換機(jī)時(shí)，支持500個(gè)信息點(diǎn)以上大型企業(yè)應(yīng)用的交換機(jī)為企業(yè)級(jí)交換機(jī)，支持300個(gè)信息點(diǎn)以下中型企業(yè)的交換機(jī)為部門級(jí)交換機(jī)，而支持100個(gè)信息點(diǎn)以內(nèi)的交換機(jī)為工作組級(jí)交換機(jī)。本文所介紹的交換機(jī)指的是局域網(wǎng)交換機(jī)。

 

功能

　　交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流控。目前交換機(jī)還具備了一些新的功能，如對(duì)VLAN（虛擬局域網(wǎng)）的支持、對(duì)鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。

　　學(xué)習(xí)：以太網(wǎng)交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。

　　轉(zhuǎn)發(fā)/過濾：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時(shí)，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口（如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口）。

　　消除回路：當(dāng)交換機(jī)包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以太網(wǎng)交換機(jī)通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)允許存在后備路徑。

　　交換機(jī)除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡(luò)之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)）之間起到互連作用。如今許多交換機(jī)都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機(jī)或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。

　　一般來說，交換機(jī)的每個(gè)端口都用來連接一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)段，但是有時(shí)為了提供更快的接入速度，我們可以把一些重要的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)直接連接到交換機(jī)的端口上。這樣，網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵服務(wù)器和重要用戶就擁有更快的接入速度，支持更大的信息流量。

　　zui后簡(jiǎn)略的概括一下交換機(jī)的基本功能：

　　1. 像集線器一樣，交換機(jī)提供了大量可供線纜連接的端口，這樣可以采用星型拓?fù)洳季€。

　　2. 像中繼器、集線器和網(wǎng)橋那樣，當(dāng)它轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，交換機(jī)會(huì)重新產(chǎn)生一個(gè)不失真的方形電信號(hào)。

　　3. 像網(wǎng)橋那樣，交換機(jī)在每個(gè)端口上都使用相同的轉(zhuǎn)發(fā)或過濾邏輯。

　　4. 像網(wǎng)橋那樣，交換機(jī)將局域網(wǎng)分為多個(gè)沖突域，每個(gè)沖突域都是有獨(dú)立的寬帶，因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。

　　5. 除了具有網(wǎng)橋、集線器和中繼器的功能以外，交換機(jī)還提供了更*功能，如虛擬局域網(wǎng)（VLAN）和更高的性能。

德國(guó)Hirschmann交換機(jī)，德國(guó)Hirschmann赫斯曼交換機(jī)