简单的网络交换机从早期的网络日子里走过了很长的路。在1980年代,网络是使用网络集线器构建的,它们不过是信号重复器。这些集线器仅仅将一个端口的电信号转发到所有其他连接的端口,因此可用带宽在所有连接的设备之间共享。这对当时普遍的10Mbps以太网网络来说工作得很好。
随着网络速度增加到100Mbps和千兆以太网,专用交换机取代了集线器。这些交换机在源端口和目标端口之间创建直接连接,允许全双工通信。这使得可用带宽能够被更有效地利用。早期的千兆交换机使用专用集成电路(ASIC)来实现线速交换。
下一个进化是管理交换机的引入。这些交换机包括VLAN、链路聚合、QoS和SNMP监控等功能,以简化管理。思科的Catalyst交换机产品线成为企业网络的主导标准。供电以太网(PoE)等功能也越来越受欢迎,可为IP电话、无线接入点和其他设备供电。
随着家庭办公网络和小型办公网络在21世纪头十年的普及,市场爆炸式增长了廉价的非管理千兆网络交换机,用于办公室和家庭。这些8端口和16端口交换机以不到100美元的价格提供即插即用的连接。主要厂商包括Netgear、TP-Link、Linksys和Trendnet。虽然缺乏高级管理功能,但这些小型交换机将千兆速度引入台式机,并改善了家庭网络性能。
进入2010年代,网络聚合带宽继续增加。高速服务器和存储连接推动了10G以太网的采用,使用SFP+光模块。这种技术渗透到更经济实惠的10GBase-T铜交换机。像2.5GbE和5GbE这样的多千兆速度也被引入,以更好地调整交换机端口速度与现代Wi-Fi装置。
在服务提供商方面,用于宽带接入的光纤到户(FTTH)的快速增长推动了高密度千兆无源光网络(GPON)光线终端(OLT)的开发。这些底盘系统可以从单个机架支持成千上万的客户。主要的GPON OLT供应商包括诺基亚、华为、中兴、Calix、Adtran、Dasan和Allied Telesis。
现在,随着我们进入2020年代,对更高速度的需求日益增长。多千兆NBase-T交换机现在在Cat5e/Cat6铜缆上提供2.5、5甚至10Gbps的端口速度。802.3bz标准推出了2.5/5GBASE-T和NBase-T技术,以达到这些速度。这使公司可以扩展内部网络,而不需要拆除电缆。
高速25G和100G以太网交换也在数据中心中越来越受欢迎,以及核心网络中的50/100/200/400GE。领先的高速数据中心交换机供应商包括Arista、思科、Juniper、Broadcom、Mellanox和Intel。光学创新正在实现更长的光纤传输距离和经济高效的直接接入铜连接。
功耗也成为一个重要因素,像IEEE 802.3az节能以太网等效率标准推动了发展。PoE端口现在能够为安全摄像机和数字标牌等设备提供多达90W的电力。管理PoE交换机可以根据设备需求动态调整功率。
总而言之,简单的网络交换机在功能上已经从简单的信号中继发展到提供多千兆速度、强大管理功能和高功率PoE的智能平台。软件定义的网络和Broadcom Tomahawk等开放式以太网交换芯片的出现,进一步推动了网络硬件和软件的解耦。只要带宽需求继续增长,交换机市场就会继续创新以满足需求。