基于OPNET的局域网研究与仿真(5)
(3)交换机:交换机（Switch）是工作在数据链路层，它可以连接不同的局域网段和局域网，并且可以将局域网的冲突域划分为多个，使每个端口所连接的网段成为一个冲突域，从而使每个网段得到更大的宽带，比传统使用集线器的共享式网络拥有更高的数据传输效率。随着网络技术的发展，对数据的传输速率的要求越来越高，Hub逐渐被Switch取代。
交换机使用从网卡中获取的MAC地址来过滤网络，并使用ASIC来建立和检查硬件地址帧以决定发送或丢弃数据包，从而使交换机成为局域网中数据交换能力最强的设备。具体原理如图1所示:
图1 交换机工作原理
(4)路由器:路由器是实现异种网络互连的设备，工作在OSI的第三层，为用户提供最佳的通信路径。路由器使用最优时间算法或最优路径算法来调整数据传输路径，如果某一网络路径出现故障或拥塞，路由器可以选择另一条路径，以保证信息的正常传输。路由器可以对数据格式进行转化，成为不同协议之间网络互连的必要设备。
路由器的优点：
1）路由器能够根据网络层的协议类型、主机的网络地址、网络号、子网掩码、高层协议等的类型来拦截、监控和过滤信息。
2）路由器可以通过IP地址和每个子网掩码的组合隔离各子网。
3）路由器有流量控制能力，可以采用优化路径或优化算法均衡网络负载，减少网络拥塞。
4）路由器也有很好的隔离能力，可以避免广播风暴，有利于提高网络的安全性和保密性。
(5)网关:网关（Gateway），也被称为协议转换器，可以支持不同协议之间的转换，实现不同协议在网络之间的互联互通，主要用于连接不同的网络、局域网和主机系统，网关通常是一个软件产品。
3.2.2 主要技术
(1)VLAN： VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名为"虚拟局域网"。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术，这一新兴技术主要应用与交换机和路由器中，但主流应用还是在交换机之中。但又不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议的第三层以上交换机才具有此功能。
(2)组播传输：在发送者和每一组接收者之间实现点对多点网络连接。如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据，也只需复制一份的相同的数据包，他提高了数据传输效率，减少了骨干网络出现拥塞的可能性。IGMP组播协议如图2所示：
图2 IGMP 组播协议
指向多个网络中的一组主机地址是组播地址，组播地址范围：
1）从224.0.0.0到224.0.0.255地址范围是IANA预订，地址224.0.0.0保留不被分配，其他地址供路由协议及拓扑搜索和文护协议使用。
2）224.0.1.0到238.255.255.255地址范围为用户组播地址，在整个网络有效。
3）239.0.0.0到239.255.255.255地址范围为组播地址的本地管理，只在本地特定的范围有效。
3.3 局域网的性能评价指标
分析校园网络的性能，必须有一定的标准，即需要确定一组网络性能评价指标。以下将描述网络常用的几个性能指标，它在校园网中同样适用。
(1)响应时间。响应时间是反映网络性能的重要指标之一，它是指自客户端向服务器提出请求到接受到响应为止所需要的时间，一般用于交互式终端从一个主机请求信息的情况，这是一个应用层指标。如：从用户点击了一个URL开始，到接收到相应的页面终止所经历的时间，就是Web服务的响应时间。在客户机/服务器网络结构中，响应时间的延迟有三种情况分别是由网卡延迟、物理介质延迟、服务器延迟。在主/从式网络结构中响应时间是由四部分组成的其中分别是轮询延迟、链路延迟、设备延迟和CPU延迟。