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什么是网络交换机,有什么用

什么是网络交换机

  网络交换机是一个扩大网络的器材,能为子网络中提供更多的连接端口,以便连接更多的计算机。随着通信业发展以及国民经济信息化的推进,网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性能价格比高、高度灵活、相对简单、易实现等特点。所以,以太网技术已成为当今最重要的一种局域网组网技术,网络交换机也就是成为了最为普及的交换机。

  分类

  从它广义上看,交换机可分为两种:广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域,提供通信基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络,用于连接终端设备,如PC机及网络打印机等。

  按照现在复杂的网络构成方式,网络交换机被划分为接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。其中,核心层交换机全部采用机箱式模块化设计,已经基本上都设计了与之相匹配的1000Base-T模块。接入层支持1000Base-T的以太网交换机基本上是固定端口式交换机,以10/100M端口式两种设计,可以提供多个1000Base-T端口,一般也可以提供1000Base-X等其他形式的端口。接入层和汇聚层交换机共同构成完整的中小型局域网解决方案。

  从传输介质和传输速度上看,局域网交换机可以分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等多重,这些交换机分别适用于以太网、快速以太网、FDDI、ATM和令牌网等环境。

  从规模应用上又有企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不完全一致,一般来讲,企业级交换机都是机架式,部门级交换机可以是机架式,也可以是固定配置式,而工作组级交换机则一般为固定配置式,功能较为简单。另一个方面,从应用的规模来看,作为骨干交换机是,支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机,支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机,而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。

  根据架构特点,人们还将局域网交换机分为机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式三种产品。机架式交换机是一种插槽式的交换机,这种交换机扩展性较好,可支持不同的网络类型,如以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM、令牌环及FDDI等,但价格较贵。不少高端交换机都采用机架式结构。带扩展槽固定配置是交换机是一种固定端口并带少量扩展槽的交换机,这种交换机在支持固定端口类型网络的基础上,还可以通过扩展其他网络类型模块来支持其他类型网络,这里交换机的价格居中。不带扩展槽固定配置是交换机仅支持一种类型的网络(一般是以太网),可应用小型企业或办公室环境下的局域网,价格最便宜,应用也最广泛。

戴尔交换

  按照OSI的七层网络模型,交换机又可分为第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机等,一直到第七层交换机。基于MAC地址工作的第二层交换机最为普遍,用于网络接入层和汇聚层。基于IP地址和协议进行交换的第三层交换机普遍应用于网络的核心层,也少量应用于汇聚层。部分第三层交换机也同时具有第四层交换功能,可以根据数据帧的协议端口信息进行目标端口判断。第四层以上的交换机称之为内容型交换机,主要用于互联网数据中心。

  按照交换机的可管理性,又可把交换机分为可管理型交换机和不可管理型交换机,它们的区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。可管理型交换机便于网络监控、流量分析,但成本也校对较高。目前,市面上生产可管理性交换机的厂商有华为,思科,飞鱼星等主要网络设备供应商。而有大中型网络在汇聚层应该选择可管理型交换机,在接入层视应用需要而定,核心层交换机则全部是可管理型交换机。

  按照交换机是否堆叠,交换机又可分为堆叠型交换机和不可堆叠型交换机两种。设计堆叠技术的一个主要目的是为了增加端口密度。

  按照最广泛的普遍分类方法,局域网交换机可以分为桌面型交换机(Desktop Switch)、工作组型交换机(Workgroup Switch)和校园网交换机(Campus Switch)三类。桌面型交换机是最常见的一种交换机,使用最广泛,尤其是在一般办公室、小型机房和业务受理较为集中的业务部门、多媒体制作中心、网站管理汇总新等部门。在传输速度上,现代桌面型交换机大都提供多个具有10/100M 自适应能力端口。工作组型交换机常用来作为扩充设备,在桌面型交换机不能满足需求时,大多直接考虑工作组型交换机。虽然工作组型交换机只有较少的端口数量,但却支持较多的MAC地址,并具有良好的扩充能力,端口的传输速度基本上为100M。校园网交换机的应用相对较少,仅用于大型网络,且一般作为网络的骨干交换机,并具有快速数据交换能力和全双工能力,可提供容错等智能特性,还支持扩充选项及第三层交换中的虚拟局域网(VLAN)等多种功能。

根据交换技术

  根据交换技术的不同,有人又把交换机分为端口交换机、帧交换机和信元交换机三种。与桥接器不同的是,端口交换机转发延迟很小,操作接近单局域网性能,远远超过了普通桥接互联网之间的转发性能。端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中,这类集线器的背板通常划分有多条以太网段,不用网桥或路由器连接,网络之间是互不相通的。以太主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上。端口交换用于将以太模块的端口在背板多个网段之间进行分配、平衡。帧交换是目前应用最广泛的局域网交换技术,它通过对传统传输媒介进行微分段,提供并行传送的机制,以减小冲突域、获得高的带宽。ATM技术代表了网络和通信中众多难题的一剂“良药”。ATM采用固定长度为53个字节的信元交换。由于长度固定,因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别连接,并行运行,可以通过一个交换机同时建立多个节点,但不会影响每个节点之间的通信能力。ATM还容许在源节点和目标节点之间的通信能力。ATM采用统计时分电路进行复用,因而能大大提高通道利用率。ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数G比特传送能力。

  事实上,从应用的角度划分,交换机又可分为电话交换机(PBX)和数据交换机(Switch)。当然,目前非常时髦的在数据上的语音传输VoIP又有人称之为“软交换机”。

  遵照交流机措置帧时分歧的操作模式,首要可分为两类:

  存储转发:交流机在转发之前必需领受整个帧,并进行错误校检,如无错误再将这一帧发往目的地址。帧经由过程交流机的转发时延随帧长度的分歧而转变。

  纵贯式:交流机只要搜检到帧头中所包含的目的地址就当即转发该帧,而无需期待帧全数的被领受,也一直行错误校验。因为以太网帧头的长度老是固定的,是以帧经由过程交流机的转发时延也连结不变。

功能

  功能

  交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能,如对VLAN(虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持,甚至有的还具有防火墙的功能。

  交换机除了能够连接同种类型的网络之外,还可以在不同类型的网络(如以太网和快速以太网)之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口,用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。

  一般来说,交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段,但是有时为了提供更快的接入速度,我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样,网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度,支持更大的信息流量。

  学习功能:以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址,并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

  转发过滤:当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时,它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口)。

  消除回路:当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。

  进修:以太网交流机体味每一端口相连设备的MAC地址,并将地址同响应的端口映射起来存放在交流机缓存中的MAC地址表中。

  转发/过滤:当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时,它被转发到毗连目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口)。

  原理

  1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交流机端口的映射,并将其写入MAC地址表中。

  2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较,以决定由哪个端口进行转发。

  3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中,则向所有端口转发。这一过程称为泛洪(flood)。

  4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。

技术要点

  技术要点

  网络交换机是一个扩大网络的器材,能为子网络中提供更多的连接端口,以便连接更多的计算机。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进,网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性能价格比高、高度灵活、相对简单、易于实现等特点。

  以太交换机是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。

  交换机(Switch)也叫交换式集线器,是一种工作在OSI第二层(数据链路层,参见“广域网”定义)上的、基于MAC (网卡的介质访问控制地址)识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。它通过对信息进行重新生成,并经过内部处理后转发至指定端口,具备自动寻址能力和交换作用。交换机不懂得IP地址,但它可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机上的所有端口均有独享的信道带宽,以保证每个端口上数据的快速有效传输。由于交换机根据所传递信息包的目的地址,将每一信息包独立地从源端口送至目的端口,而不会向所有端口发送,避免了和其它端口发生冲突,因此,交换机可以同时互不影响的传送这些信息包,并防止传输冲突,提高了网络的实际吞吐量。

交换机选用要点及订货主要技术

  交换机选用要点及订货主要技术条件

  1) 选用可信的技术指标 ,交换速度,交换容量(Gbps)、背板带宽(Gbps)、处理能力(Mpps)、吞吐量(Mpps)。

  2) 设计正确的测试方案 ,要准备足够的测试端口,才能够准确评价交换机的真实性能。

  3) 选择正确的产品模块配置,采用分布式交换处理结构,所有接口模块均具有本地自主交换的能力,从而避免了集中式交换结构所存在的中心交换瓶颈问题。

  4) 延时与延时抖动 ,选用业界领先的交换机其延时小于10微秒产品。

  5) 对组播的支持 ,常用的组播协议包括PIM和DVMRP。产品应该同时支持这两种组播协议。

  6) 丰富的接口类型 ,选择同时支持千兆以太网、POS和ATM 宽带接口的骨干交换机。

  7) 稳定的路由协议软件实现,交换机上能实现的路由协议(如BGP、OSPF)的需要。

  8) 支持MPLS,能采用MPLS构建的骨干网络可以支持流量工程、VPN等多种应用。

  9) 交换机订货主要技术条件是要选择网络数据传输量大,数据交换能力强,稳定可靠,不间断运行。要在注重考虑高性能、可管理性、高可靠性、适用性和性能价格比的基础上选择产品。

  10) 主机房的交换机选择规格尺寸要能安装在主机柜中。

  交换机主要规格及参数有8,16,24口RJ45端口,机架型19寸自适应以太网交换机,支持网络标准802.3 10BaseT,802.3u100BaseTX,背板带宽:4.8G包转发率 10M:14,880pps;100M:148,800pps 10M/100Mbps MAC地址表4K。另外,还有智能型和光纤型交换机,视网络情况选用即可。

  11)家庭一般四端口就可以,多端口多用于企业

  12)目前型号和功能众多,牌号也不一样!常用的一般电子市场都可以购买的到!

  13.交换机不能应用于adsl拨号,电话线不能用交换机,交换机没有分配ip地址的功能,路由器可以自动分配ip。

工作特征

  工作特征

  1.交流机的每一个端口所毗连的网段都是一个自力的冲突域。

  2.交流机所毗连的设备仍然在统一个广材暌跪内,也就是说,交流机不阻遏距离广播(惟一的破例是在配有VLAN的情形中)。

  3.交流机依据帧头的信息进需瞰脾,是以说交流机是工作在数据链路层的收集设备(此处所述交流机仅指传统的二层交流设备)。

  廉价交换机

  捉襟见肘的预算,使得网络专业人士在设计LAN的接入层时,不得不选择廉价的网络交换机硬件。

  这些廉价网络交换机在支持、质量、以及先进功能等方面,与相对大型的厂商自然不在同一水平上,但有些企业却认为购买这些廉价的网络交换机足以应对当前局面。

  较低成本的供应商可以提供多种多样价格较低的交换机,包括托管和非托管的固定配置二层交换机,以及各种固定和模块化的2层和3层交换机。

  安装方法

  具体施工做法参见国家建筑标准设计图集《智能家居控制系统施工图集 03X602》及国际标准规范 《EIA/TIA569 商务楼通信通道和空间标准》。

在数据中心的作用

  网络交换机在数据中心的作用

  当网络交换机接口收到超出其所能处理的流量后,网络交换机会选择要么将其缓存,或者网络交换机将其丢弃。

  网络交换机的缓存通常都是因为网络接口速率不同造成的,网络交换机的流量突然爆发或者多对一的流量传输。

  引发网络交换机的缓冲最常见的问题是多对一的流量突然变化。例如,某个应用程序搭建在多个服务器集群结点上。如果其中某个结点同时请求来自其他所有结点的网络交换机的数据,那么所有答复应该在同一时间到达网络交换机。这种情况发生时,所有网络交换机的流量洪水会涌向请求者的网络交换机的端口。如果网络交换机没有足够的出口缓冲区,那么网络交换机可能会抛弃一些流量,或者网络交换机增加应用程序延迟。足够的网络交换机的缓冲区可以防止因为低级别协议造成的丢包或网络延迟。

  最现代化的数据中心交换平台通过网络交换机的共享交换缓存的方式来解决这个问题。网络交换机拥有一个缓冲池空间分配给特定端口。网络交换机共享交换缓存在不同供应商和平台之间差异很大。

  一些网络交换机厂商销售专为特定环境的网络交换机。例如,有些网络交换机具有较大的缓冲处理,适合多对一传输场景的Hadoop环境。网络交换机在能够分布流量的环境中,网络交换机并不需要在交换机级别部署缓冲区。

  网络交换机的缓冲区十分重要,但我们究竟需要多少网络交换机的空间,却没有正确答案。巨大的网络交换机缓冲区意味着网络不会丢弃任何流量,同时也意味着增加网络交换机延迟——在被网络交换机存储的数据在被转发前需要等待。某些网络管理员更喜欢较小的网络交换机的缓冲区,让应用程序或协议处理降低一些流量。正确答案是,了解应用程序的网络交换机的流量模式并选择适合这些需求的网络交换机。

网络交换机现状

  网络交换机现状

  硬件仍然是数据中心网络设备的重要组成部分,但交换机软件的影响力不容小觑。

  如果不是在有关软件定义网络(SDN)的对话中,我们很难将软件和网络相提并论。但是,数据中心网络中网络交换机软件的作用与SDN没有太多关系。

  长期以来,购买网络交换机最重要的是规格表中的数据。即使在商业芯片时代,硬件仍然很重要。但随着企业使用网络的方式继续改变,数据中心底层操作系统的特性和功能变得同样重要。

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