以太网交换机的发展现状及趋势

【摘 要】随着计算机网络的不断发展，人们对于网络连接和数据交换的要求也越来越高。以太网交换机作为计算机网络的重要组成部分成为了各大厂商和学术界的研究热点，甚至已经上升到国家信息发展的战略高度。本文从计算机网络的发展现状和目前的问题进行了分析，并展望了以太网交换机的发展趋势。

【关键词】以太网交换机 计算机网络 网络安全

Abstract：With the development of the computer network， people are paying more concentration for network connections and data exchange requirements. As is an important part of computer network， Ethernet switch has become a hot topic of research groups like all major manufacturers and academic circles， and even has been raised to the height of the national information development strategy. This paper analyzes the current situation of the development of computer network， current problems， and the prospect of development trend of ethernet switch.

Keywords： ethernet switch， computing internet， internet security

1.引言

随着计算机网络的发展以及计算机技术的不断发展，人们对网络的依赖越来越高，人们选择使用网络来进行娱乐、工作、学习以及做生意。网络正在改变我们的学习、生活、工作方式，今天的网络需要更多的应用开发以支持人们的多种需要包括数据、语音、视频的多媒体传输，以太网交换机帮助网络实现了这些应用的平稳快速运行，并在持续不断地研发交换机可靠性、安全性以及提高对应用的支持性能。

2. 发展现状

2.1 以太网交换机的概况

以太网交换机的工作原理，简单来讲就是把交换机端口收到的数据包，解包获得数据源和目的地的MAC地址，把数据包发送给目的地址相应的端口。这是最基本的转发包原理，也是第二层架构的内容，因为其大部分通过软件来实现，其处理能力远不能达到客户对吞吐量的需求。目前，交换机基本都是基于第三层的，其交换能力都是直接硬件完成，这大大提高了交换机的性能。接口速率达到千兆水平，并且实现交换和路由整合。

2.2以太网交换机的发展特点

速度，人们对带宽的要求正在迅速提高，如迅猛发展的存储网络海量数据传输通道，大量百兆带宽汇聚的城域网络，大型金融机构的数据集中，企业核心业务、ERP、CRM等复杂的应用扩展。目前千兆为骨干、百兆为接入的主流结构正在向万兆骨干、千兆接入的结构过渡。

智能，网络正在改变我们的学习、生活、工作方式，今天的网络需要更多的智能应用开发以支持人们的多种需要。从最初的电子邮件收发，发展到现在的数据、多媒体传输，智能家居，语音搜素，大数据管理等。以太网交换机的智能语音服务，可以将数据与语音传输整合，客户只需维护一套统一的网络系统，极大节省了网络管理费用。以太网上的语音服务不但可以保证优良的通话质量，更可以有丰富的增值应用开发。如：无需重复设置的IP话机号码、功能强大的IP电话会议。智能家居的应用，使得人们能够更加有效，方便安全的使用和安排自己的时间，大大提高了人们的生活质量，人们只需要一个交换机和一个终端，就可以安排自己家中的日常事务，并且不局限于世界的任何一个角落。大数据云计算可以帮助企业更快更准的定位自己的目标客户群，更快更有效的满足客户需求。

无线接入，目前人们习惯了与网络的实时连接，实时的和朋友分享自己的心情所见所闻，实时学习，实时金融。无线以太网可以满足人们随时随地接入互联网的需求，全球正在掀起一场无线局域网的建设高潮。无线使以太网技术在覆盖范围上得到了空间的极大扩展，是目前最热门的技术。后台网络技术和完整基础架构的支持是无线应用发展的基础，完整的以太网架构保证了无线网络空间的扩展和无线网络上多种智能应用的完美发挥。一些大企业为用户提供了完善的无线网络解决方案，方便客户的办公和使用，在有线网络系统的基础上建立一个无线网络，使有线与无线彼此互补，让两者形成良好的融合与统一。

2.3 以太网交换机存在的问题

a.数据对网络进行攻击

恶意用户可以向路由器发送非常大流量的数据占用了接口的大部分带宽，使得其它用户上网感到非常慢。

b.海量MAC地址攻击

交换机在转发数据时以MAC地址作为索引，如果数据报的目的MAC地址未知时，将在网络中以洪泛的方式转发。所以，恶意用户可以向网络内发送大量的垃圾数据，使得交换机需要不停的进行MAC地址学习这样就大大降低了网络的转发性能。

c.MAC欺骗攻击

恶意用户将自己的MAC地址改为路由器的MAC地址（称为MAC-X），然后不停地发送给交换机，这样，交换机就会更新MAC-X的记录，认为MAC-X位于与该恶意用户连接的端口上，此时，当其他用户有数据发送给路由器时，交换机将把这些数据发送给该恶意用户，这样发送正常数据的用户就不能正常上网了。

这些问题也可以使恶意用户伪装成有效用户来访问一些敏感数据，如个人隐私，公司机密等，造成损失。各大厂商正对存在的问题，都有提供相应的解决方案，包括硬件防火墙，软件防呆。但是恶意用户仍然能找到一些漏洞进行攻击、破坏以及窃取数据。这是一个没有停息的战场，在不断的技术的提高和技术破解中发展。

3.发展趋势

万兆网络已经是不可逆的趋势，甚至在不久的将来千万兆级别的网络也很快进入我们的生活之中。一部视频电影让你可以实时在线的观看，无需下载，无需等待。依托云计算的发展，我们已经无需拥有自己的存储硬盘，在个人交换机级别上，云与交换机技术的整合将得到更大的发展，人们将以交换机为连接纽带展开自己日常生活的新篇章。如小米的交换机已经开始对这方面开始了一定的探索，如我们可以在办公室很快的通过交换机访问家里的设备以及数据，智能家居可以帮助完成如烧饭，放洗澡水，放音乐等，人们可以一回到家马上能够从繁忙的工作中得到放松。在企业方面，云计算和大数据应用的基础设施将围绕数据中心网络而展开，数据中心交换机将得到大力的发展，网络拓扑设计、传输协议、无线通信、增强以太网、虚拟化、节能机制、流量控制和网络安全等将是不断发展的方向，并且是支持模块化、即插即用的以及支持扩容能力的。

参考文献：

[1]李增雷. 浅谈交换机发展和新一代交换机[J]. 计算机光盘软件与应用.2012（8）.28-29

[2]李丹，陈贵海，任丰原，蒋长林，徐明伟.数据中心网络的研究进展与趋势[J].计算机学报.2014.2（37）.259-274

[3]苏小柳，刘芳.第三层千兆比以太网交换机的设计与实现[J].光通信技术.2011.7

[4]刘欣然.网络攻击分类技术综述[J].通信学报.2004.25（7）

[5]吴圣才.浅析三层交换技术[J].科技传播.2009（4）

[6]陈全，邓倩妮.云计算及其关键技术[J]. 计算机应用.2009.29（9）

[7]许都，朱旭东，李乐民. 下一代可扩展交换机/路由器[J]. 电子科技大学学报.2003.32（3）

[8]International Telecommunication Union UIT.ITU Internet Reports 2005：The Internet of Things[R].2005.