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�(wǎng)�(luò)交換�(jī)
閱讀�9413�(shí)間:2011-08-16 15:00:01

  �(wǎng)�(luò)交換�(jī)�(wǎng)�(luò)交換�(jī)(NetworkSwitch)是集線器的升�(jí)換代�(chǎn)�,從外觀上來(lái)�,它與集線器基本上沒(méi)有多大區(qū)�,都是帶有多�(gè)端口的長(zhǎng)方體。廣義的交換�(jī)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的�(shè)�。隨著通信�(yè)的發(fā)展以及國(guó)民經(jīng)�(jì)信息化的推�(jìn),以太網(wǎng)交換�(jī)市場(chǎng)呈穩(wěn)步上升態(tài)�(shì)。由于以太網(wǎng)具有性能�(jià)格比�、高度靈活、相�(duì)�(jiǎn)�、易于實(shí)�(xiàn)等特�(diǎn)。所�,以太網(wǎng)技�(shù)已成為當(dāng)今最重要的一種局域網(wǎng)組網(wǎng)技�(shù),以太網(wǎng)交換�(jī)也就成為了最普及的交換機(jī)�

概述

  隨著電子技�(shù)的飛速發(fā)�,計(jì)算機(jī)及其�(yīng)用日益普�,計(jì)算機(jī)�(wǎng)�(luò)也迅速發(fā)展起�(lái)。凡是將地理位置不同,具備獨(dú)立功能的多臺(tái)�(jì)算機(jī)、終端及其附屬設(shè)�,用通信�(shè)備和線路連接起來(lái),并配以相應(yīng)的網(wǎng)�(luò)軟件�(shí)�(xiàn)�(jì)算機(jī)通信信息�(wǎng)的資源共享與�(shù)�(jù)通信,都�(chēng)為計(jì)算機(jī)通信�(wǎng)。當(dāng)�(wǎng)�(luò)�(guī)模擴(kuò)大時(shí),單純靠延長(zhǎng)�(wǎng)線已變得不現(xiàn)�(shí)。并且對(duì)于不同的局域網(wǎng),要�(shí)�(xiàn)互相之間的數(shù)�(jù)傳�,共享網(wǎng)�(luò)的資�,需要有�(zhuān)門(mén)的連接�(shè)備實(shí)�(xiàn)�(wǎng)�(luò)�(kuò)�。同�(shí),網(wǎng)�(luò)中站�(diǎn)的增�,地理范圍的�(kuò)大,�(yè)�(wù)量的增長(zhǎng),促使網(wǎng)�(luò)互聯(lián)迅速向前發(fā)��

  �(wǎng)�(luò)互聯(lián)的高速發(fā)�,導(dǎo)致網(wǎng)�(luò)交換技�(shù)的出�(xiàn),網(wǎng)�(luò)交換�(jī)也隨之應(yīng)�(yùn)而生。廣義的交換�(jī)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的�(shè)�。網(wǎng)�(luò)交換�(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)�(luò)�?fù)浣Y(jié)�(gòu)、錯(cuò)誤校�(yàn)、幀序列以及流量控制�

  隨著交換技�(shù)的發(fā)�,交換機(jī)由原�(lái)工作在OSI承M的第二層,發(fā)展到�(xiàn)在有可以工作在第四層的交換機(jī)出現(xiàn),所以根�(jù)工作的協(xié)議層交換�(jī)可分第二層交換機(jī)、第三層交換�(jī)和第四層交換�(jī)。由于第四層交換�(jī)交換技�(shù)尚未真正成熟且價(jià)格昂貴,第四層交換機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中目前還較少見(jiàn)�

性能

  �(wǎng)�(luò)交換�(jī)是一種連接�(wǎng)�(luò)分段的網(wǎng)�(luò)�(shè)�。從技�(shù)角度看,�(wǎng)�(luò)交換�(jī)�(yùn)行在 OSI 模型的第2層(�(shù)�(jù)鏈路層)。網(wǎng)�(luò)交換�(jī)源于電子集線器(HUB),其中 HUB 是為星型�(wǎng)�(luò)提供的一種中心結(jié)�(diǎn)�(shè)�。在共享 HUB �,所有星型網(wǎng)�(luò)連接都接收同一�(gè)廣播幀。交換機(jī)�(lèi)似于集線�,它也支持單�(gè)廣播域,但不同的是交換機(jī)上的每�(gè)端口同時(shí)也是它自己的沖突域(Collision Domain�。通常情況下,交換�(jī)比集線器更加智能�,網(wǎng)�(luò)交換�(jī)能監(jiān)�(cè)到所接收的數(shù)�(jù)�,并能判斷出該數(shù)�(jù)包的源和目的地設(shè)備,從而實(shí)�(xiàn)正確的轉(zhuǎn)�(fā)�(guò)�。網(wǎng)�(luò)交換�(jī)只對(duì)連接�(shè)備傳送信�,其目的是保存帶�,并提供� HUB 更好的相�(guān)性能�

  交換�(jī)中流量監(jiān)控過(guò)程較為復(fù)�,這是�?yàn)槊總�(gè)端口在數(shù)�(jù)傳輸之前都處于分離狀�(tài),即便相�,也只是在發(fā)送和接收端口相連接�(shí)。目前有兩種主要方法支持交換�(huán)境下�(wǎng)�(luò)管理器對(duì)�(wǎng)�(luò)流量的監(jiān)控:

  端口鏡像(Port Mirroring� � 交換�(jī)向網(wǎng)�(luò)�(jiān)控連接�(fā)送一組網(wǎng)�(luò)�(shù)�(jù)包;

  SMON � RFC 2613中規(guī)定的“交換機(jī)�(jiān)控”是一種用�(lái)控制�(shè)施如“端口鏡像”的�(xié)��

  另外還有些方�,在�(wú)需交換�(jī)的協(xié)作下,支持網(wǎng)�(luò)中另一�(tái)�(jì)算機(jī)上的“Snooping”行為,如偽 ARP MAC �(kuò)散行��

  LAN �(wǎng)�(luò)中最通用的網(wǎng)�(luò)交換�(jī)� Ethernet 交換�(jī)。WAN �(wǎng)�(luò)中通用的有 ATM 交換�(jī)、幀中繼�10 Gigabit Ethernet 交換�(jī)。對(duì)于高終端 WAN 交換�(jī),通常包含一�(tái)(軟)路由器,以支持�(wǎng)�(luò)層(�3層)�(shù)�(jù)包處��

分類(lèi)

  從廣義上�(lái)看,交換�(jī)分為兩種:廣域網(wǎng)交換�(jī)和局域網(wǎng)交換 �(jī)。廣域網(wǎng)交換�(jī)主要�(yīng)用于電信�(lǐng)�,提供通信基礎(chǔ)平臺(tái)。而局 域網(wǎng)交換�(jī)則應(yīng)用于局域網(wǎng)�(luò),用于連接終端�(shè)備,� PC �(jī)及網(wǎng) �(luò)打印�(jī)��

  按照�(xiàn)在復(fù)雜的�(wǎng)�(luò)�(gòu)成方�� �(wǎng)�(luò)交換�(jī)被劃分為接入層交 換機(jī)、匯聚層交換�(jī)和核心層交換�(jī)。其�,核心層交換�(jī)全部� 用機(jī)箱式模塊化設(shè)�(jì),已�(jīng)基本上都�(shè)�(jì)了與之相配備� 1000Base-T 模塊。接入層支持 1000Base-T 的以太網(wǎng)交換�(jī)基本 上是固定端口式交換機(jī),以 10/100M 端口為主,并且以固定端口 或擴(kuò)展槽方式提供 1000Base-T 的上�(lián)端口。匯聚層 1000Base-T 交換�(jī)同時(shí)存在�(jī)箱式和固定端口式兩種�(shè)�(jì),可以提供多�(gè) 1000Base-T 端口,一般也可以提供 1000Base-X 等其他形式的� �。接入層和匯聚層交換�(jī)共同�(gòu)成完整的中小型局域網(wǎng)解決� ��

  從傳輸介�(zhì)和傳輸速度上看� 局域網(wǎng)交換�(jī)可以分為以太�(wǎng)� 換機(jī)� 快速以太網(wǎng)交換�(jī)� 千兆以太�(wǎng)交換�(jī)� FDDI 交換�(jī)� ATM 交換�(jī)和令牌環(huán)交換�(jī)等多�,這些交換�(jī)分別適用于以太網(wǎng)、快 速以太網(wǎng)、FDDI、ATM 和令牌環(huán)�(wǎng)等環(huán)��

  從規(guī)模應(yīng)用上又有企業(yè)�(jí)交換�(jī)� 部門(mén)�(jí)交換�(jī)和工作組交換 �(jī)�。各廠商劃分的尺度并不完全一致,一般來(lái)�,企�(yè)�(jí)交換�(jī) 都是�(jī)架式,部門(mén)�(jí)交換�(jī)可以是機(jī)架式,也可以是固定配置式� 而工作組�(jí)交換�(jī)則一般為固定配置�� 功能較為�(jiǎn)�� 另一方面� 從應(yīng)用的�(guī)模來(lái)�,作為骨干交換機(jī)�(shí),支� 500 �(gè)信息�(diǎn)以上 大型企業(yè)�(yīng)用的交換�(jī)為企�(yè)�(jí)交換�(jī),支� 300 �(gè)信息�(diǎn)以下 中型企業(yè)的交換機(jī)為部門(mén)�(jí)交換�(jī),而支� 100 �(gè)信息�(diǎn)�?xún)?nèi)� 交換�(jī)為工作組�(jí)交換�(jī)�

  根據(jù)架構(gòu)特點(diǎn),人們還將局域網(wǎng)交換�(jī)分為�(jī)架式、帶�(kuò)展槽 固定配置�、不帶擴(kuò)展槽固定配置式三種產(chǎn)�。機(jī)架式交換�(jī)是一 種插槽式的交換機(jī),這種交換�(jī)�(kuò)展性較�,可支持不同的網(wǎng)�(luò)�(lèi) 型,如以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、ATM、令牌環(huán)� FDDI �,但�(jià)格較�。不少高端交換機(jī)都采用機(jī)架式�(jié)�(gòu)。帶�(kuò)展槽� 定配置式交換�(jī)是一種有固定端口并帶少量�(kuò)展槽的交換機(jī)� 這種 交換�(jī)在支持固定端口類(lèi)型網(wǎng)�(luò)的基�(chǔ)�� 還可以通過(guò)�(kuò)展其他網(wǎng) �(luò)�(lèi)型模塊來(lái)支持其他�(lèi)型網(wǎng)�(luò),這類(lèi)交換�(jī)的價(jià)格居�。不帶擴(kuò) 展槽固定配置式交換機(jī)僅支持一種類(lèi)型的�(wǎng)�(luò)(一般是以太�(wǎng)�� 可應(yīng)用于小型企業(yè)或辦公室�(huán)境下的局域網(wǎng),價(jià)�,應(yīng)用也 最廣泛� 分配到某�(gè)背板的網(wǎng)段上。端� 交換用于將以太模塊的端口在背板多�(gè)�(wǎng)段之間�(jìn)行分配、平�� 幀交換是目前應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)交換技�(shù)� 它通過(guò)�(duì)傳統(tǒng)傳輸� 介�(jìn)行微分段,提供并行傳送的�(jī)�,以減小沖突�、獲得高的帶 寬。ATM 技�(shù)代表了網(wǎng)�(luò)和通信中眾多難題的一劑“良藥�。ATM 采用固定�(zhǎng)度為 53 �(gè)字節(jié)的信元交換。由于長(zhǎng)度固�,因而便� 用硬件實(shí)�(xiàn)。ATM 采用�(zhuān)用的非差別連接,并行運(yùn)�,可以通過(guò) 一�(gè)交換�(jī)同時(shí)建立多�(gè)節(jié)�(diǎn)� 但不�(huì)影響每�(gè)節(jié)�(diǎn)之間的通信� �。ATM 還容許在源節(jié)�(diǎn)和目�(biāo)節(jié)�(diǎn)之間的通信能力。ATM 采用 �(tǒng)�(jì)�(shí)分電路�(jìn)行復(fù)�,因而能大大提高通道利用率。ATM 的帶 寬可以達(dá)� 25M�155M�622M 甚至�(shù) G 比特傳送能力�

  事實(shí)�� 從應(yīng)用的角度劃分� 交換�(jī)又可分為電話交換�(jī) (PBX� 和數(shù)�(jù)交換�(jī)(Switch�。當(dāng)�,目前非常時(shí)髦的在數(shù)�(jù)上的�(yǔ)� 傳輸 VoIP 又有人稱(chēng)之為“軟交換�(jī)��

選擇

  通過(guò)�(yīng)用技�(shù)的比�,可以看出,二層交換�(jī)主要用在小型局域網(wǎng)�,機(jī)器數(shù)量在二、三十臺(tái)以下,這樣的網(wǎng)�(luò)�(huán)境下,廣播包影響不大,二層交換機(jī)的快速交換功�、多�(gè)接入端口和低廉價(jià)格為小型�(wǎng)�(luò)用戶(hù)提供了很完善的解決方案。在這種小型�(wǎng)�(luò)中根本沒(méi)必要引入路由功能從而增加管理的難度和費(fèi)�,所以沒(méi)有必要使用路由器或三層交換機(jī)�

  三層交換�(jī)是為IP�(shè)�(jì)�,接口類(lèi)型簡(jiǎn)單,擁有很強(qiáng)二層包處理能�,所以適用于大型局域網(wǎng),為了減小廣播風(fēng)暴的危害,必須把大型局域網(wǎng)按功能或地域等因素劃成一�(gè)一�(gè)的小局域網(wǎng),也就是把機(jī)器分為一�(gè)一�(gè)的小�(wǎng)�,這樣�(huì)�(dǎo)致不同網(wǎng)段之間存在大量的互訪,單純使用二層交換機(jī)�(méi)辦法�(shí)�(xiàn)�(wǎng)間的互訪,而單純使用路由器則由于端口數(shù)量有�,路由速度較慢,而限制了�(wǎng)�(luò)的規(guī)模和訪問(wèn)速度,所以這種�(huán)境下由二層交換技�(shù)和路由技�(shù)有機(jī)�(jié)合而成的三層交換機(jī)就最為適��

  路由器端口類(lèi)型多,支持的三層�(xié)議多,路由能力強(qiáng),所以適合于在大型網(wǎng)�(luò)之間的互連,一般大型網(wǎng)�(luò)的互連端口不�,互連設(shè)備的主要功能不在于在端口之間�(jìn)行快速交�,而是要選擇路徑�(jìn)行負(fù)載分�(dān),鏈路備份和最重要的與其它�(wǎng)�(luò)�(jìn)行路由信息交換,所有這些都是路由完成的功�。三層交換機(jī)的最重要目的是加快大型局域網(wǎng)�(nèi)部的�(shù)�(jù)交換,揉合�(jìn)去的路由功能也是為這目的服�(wù)�,所以它的路由功能沒(méi)有同一檔次的路由器�(qiáng)。在�(wǎng)�(luò)流量很大,但又要求響�(yīng)速度很高的情況下,由三層交換�(jī)做網(wǎng)�(nèi)的交�,由路由器專(zhuān)門(mén)�(fù)�(zé)�(wǎng)�(luò)的路由工�,這樣就可以充分發(fā)揮不同設(shè)備的�(yōu)�(shì)�

  在選擇交換機(jī)具體�(shè)備時(shí)根據(jù)以上情況�(jìn)行分析后,還要參考以下幾�(xiàng)�(shè)備指�(biāo)�

  1、轉(zhuǎn)�(fā)技�(shù)

  直通轉(zhuǎn)�(fā)技�(shù)就是交換�(jī)獲取到數(shù)�(jù)包目的地址,就�(kāi)始向目的端口�(fā)送數(shù)�(jù)包。通常,交換機(jī)在接收到�(shù)�(jù)包的�6�(gè)字節(jié)�(shí),就已經(jīng)知道目的地址,從而可以決定向哪�(gè)端口�(zhuǎn)�(fā)這�(gè)�(shù)�(jù)�。直通轉(zhuǎn)�(fā)技�(shù)速率�、延�(shí)少和吞吐率高。但�(dāng)�(wǎng)�(luò)中誤碼率較高�(shí),交換機(jī)�(huì)�(zhuǎn)�(fā)所有的完整�(shù)�(jù)包和�(cuò)誤數(shù)�(jù)�,這將給整�(gè)交換�(wǎng)�(luò)帶來(lái)許多�(cuò)誤通訊包。直通轉(zhuǎn)�(fā)技�(shù)適用于網(wǎng)�(luò)鏈路�(zhì)量好的網(wǎng)�(luò)�(huán)境�

  存儲(chǔ)�(zhuǎn)�(fā)技�(shù)要求交換�(jī)在接收到全部�(shù)�(jù)包后�?zèng)Q定如何轉(zhuǎn)�(fā),交換機(jī)在轉(zhuǎn)�(fā)之前檢查�(shù)�(jù)包完整性和正確性。它的優(yōu)�(diǎn)是:�(méi)有殘缺數(shù)�(jù)包轉(zhuǎn)�(fā),減少了潛在的不必要�(shù)�(jù)�(zhuǎn)�(fā)。它的缺�(diǎn)是:�(zhuǎn)�(fā)速率比直接轉(zhuǎn)�(fā)技�(shù)�。所�,存�(chǔ)�(zhuǎn)�(fā)技�(shù)比較適應(yīng)于普通鏈路質(zhì)量的�(wǎng)�(luò)�(huán)��

  2、背板吞吐量及緩沖區(qū)大小

  背板吞吐最也稱(chēng)背板帶寬,單位是每秒通過(guò)的數(shù)�(jù)包�(gè)�(shù)(pps),表示交換機(jī)接口處理器或接口卡和�(shù)�(jù)總線間所能吞吐的�(shù)�(jù)�。一�(tái)交換�(jī)的背板帶寬越高,所能處理數(shù)�(jù)的能力就越強(qiáng)�

  緩沖區(qū)大小,又叫做包緩沖區(qū)大小,是一種數(shù)�(jù)�(duì)列機(jī)�,由交換�(jī)用來(lái)�(jìn)行不同網(wǎng)�(luò)�(shè)備之間的速度匹配。速率高的�(shè)備所�(fā)送的�(shù)�(jù)可以存儲(chǔ)在緩沖區(qū)�(nèi),直到被慢速設(shè)備處理為�。緩沖區(qū)大小由緩沖調(diào)度算法算出,�(guò)大的緩沖空問(wèn)需要相�(duì)多的尋址�(shí)�,緩沖空間過(guò)小會(huì)在發(fā)生擁塞時(shí)引起丟包出錯(cuò)�

  3、延�(shí)

  交換�(jī)延時(shí)是指從交換機(jī)接收到數(shù)�(jù)包到�(kāi)始向目的端口�(fù)制數(shù)�(jù)包之�(wèn)的時(shí)間間隔。有許多因素�(huì)影響延時(shí)大小,比如轉(zhuǎn)�(fā)技�(shù)、緩沖區(qū)大小等等�

  4、管理功�

  為方便網(wǎng)管員管理,及用戶(hù)控制訪問(wèn)交換�(jī),通常交換�(jī)�(yīng)支持SNMP MIB I/MIB II�(tǒng)�(jì)管理功能以滿(mǎn)足常用網(wǎng)管管理軟�,如OPENVIEW、SUN Solstice Domain Manager或IBM�(wǎng)�(luò)管理(NetView)�(yuǎn)程管理交換機(jī),甚至還�(huì)增加通過(guò)�(nèi)置RMON�(mini—RMON)�(lái)支持RMON主動(dòng)�(jiān)視功�,或提供通過(guò)WEB�(yè)靀命令行方式(eLI)�(duì)�(shè)備�(jìn)行遠(yuǎn)程的�(jiān)�,以最終實(shí)�(xiàn)故障管理、性能管理、配置管�、安全管理等常用管理功能�

  5、MAC地址表大小及MAC地址�(lèi)�

  連接到局域網(wǎng)上的每�(gè)端口或設(shè)備都需要一�(gè)MAC地址,其他設(shè)備要用到此地址�(lái)定位特定的端口及更新路由表和�(shù)�(jù)�(jié)�(gòu)。MAC地址表大小能反映出該�(shè)備所支持的節(jié)�(diǎn)�(shù)能力。單MAC地址�(lèi)型交換機(jī)連接最終用�(hù)或非橋接�(shè)�,不能接集線器等多網(wǎng)�(luò)�(shè)備網(wǎng)段。多MAC地址交換�(jī)則可以在每端口存多�(gè)MAC地址具有較強(qiáng)的多節(jié)�(diǎn)支持��

  6、擴(kuò)展樹(shù)

  為保障網(wǎng)�(luò)的安全性,常對(duì)�(guān)鍵數(shù)�(jù)鏈路提供冗余備份鏈路,由于交換機(jī)�(shí)際上是多端口的透明橋接�(shè)�,從而引�(fā)“拓?fù)洵h(huán)”問(wèn)題。交換機(jī)通過(guò)采用�(kuò)展樹(shù)�(xié)議算法讓�(wǎng)�(luò)中的每一�(gè)橋接�(shè)備相互知�,自�(dòng)防止�?fù)洵h(huán)�(xiàn)�。交換機(jī)并將檢測(cè)到的“拓?fù)洵h(huán)”中的某�(gè)端口斷開(kāi),以�(dá)到消除“拓?fù)洵h(huán)”的目的,維持網(wǎng)�(luò)中的�?fù)�?shù)的完整��

  7、是否全雙工

  全雙工端口可以同�(shí)�(fā)送和接收�(shù)�(jù),但這要求交換機(jī)和所連接的設(shè)備都支持全雙工工作方��

  具有全雙工功能的交換�(jī)可實(shí)�(xiàn)高吞吐量(兩倍于單工模式端口吞吐�)、避免碰�、突破CSMA圮D鏈路�(zhǎng)度限�,通信鏈路的長(zhǎng)度限制只與物理介�(zhì)有關(guān),交換機(jī)端口能實(shí)�(xiàn)全伴雙工自動(dòng)�(zhuǎn)��

  8、高速端口集�

  交換�(jī)可以提供高帶寬”管道�(固定端口、可選模塊或多鏈路隧�)�(mǎn)足交換機(jī)的交換流量與上級(jí)主干的交換需求。防止出�(xiàn)主干通信瓶頸。如FDDI、ATM、G比特光模塊等�

  9、VLAN�(shù)�

  此參�(shù)反映了一�(tái)�(shè)備所能支持的VLAN�(shù)�,就目前交換�(jī)所能支持的VLAN�(shù)�(1024以上)�(lái)�,足以滿(mǎn)足一般企�(yè)的需��

  10、擴(kuò)充性配�

  �(jī)架插槽數(shù)、擴(kuò)展槽�(shù)、可堆疊�(shù)�10�1013�000M以太�(wǎng)端口�(shù)、ATM端口�(shù)、SONET端口�(shù)、FDDI端口�(shù)、電源數(shù)等多�(gè)硬件指標(biāo)將直接反映交換機(jī)的擴(kuò)充能力及與其它骨干網(wǎng)�(luò)�(shè)備的互聯(lián)互通能��

  �(duì)不同的用�(hù)在選擇中還有不同的要�,如�(shí)施對(duì)�(shù)�(jù)流的訪問(wèn)控制(ACL)、服�(wù)�(zhì)量保�(QoS)、帶寬管理以及各種控制和服務(wù)策略、支持的包過(guò)濾、負(fù)載均衡及在三層交換機(jī)�(duì)各種路由�(xié)議的支持程度等等�

  總之,在�(jìn)行網(wǎng)�(luò)�(guī)劃設(shè)�(jì)和選擇交換機(jī)�(shí),應(yīng)仔細(xì)考察交換�(jī)的各種功能,隨著交換技�(shù)的高速發(fā)�,越�(lái)越多的交換機(jī)融合了其它網(wǎng)�(luò)�(shè)備的新功�,交換機(jī)的選擇更需全面考慮、實(shí)�(shí)跟蹤新產(chǎn)品�

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

已收錄詞�162111�(gè)