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网络交换机的分类与选择

发表时间:2021年05月18日浏览量:

     网络电话交换机是集线器的升级换代产品,从外观上来看,它与集线器基本上没有多大区别,都是带有多个端口的长方体。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进,以太网交换机市场呈稳步上升态势。由于以太网具有性能价格比高、高度灵活、相对简单、易于实现等特点。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,以太网交换机也就成为了最普及的交换机。

一、网络交换机的概述

      随着电子技术的飞速发展,计算机及其应用日益普及,计算机网络也迅速发展起来。凡是将地理位置不同,具备独立功能的多台计算机、终端及其附属设备,用通信设备和线路连接起来,并配以相应的网络软件实现计算机通信信息网的资源共享与数据通信,都称为计算机通信网。

      当网络规模扩大时,单纯靠延长网线已变得不现实。并且对于不同的局域网,要实现互相之间的数据传送,共享网络的资源,需要有专门的连接设备实现网络扩展。同时,网络中站点的增加,地理范围的扩大,业务量的增长,促使网络互联迅速向前发展。

      网络互联的高速发展,导致网络交换技术的出现,网络交换机也随之应运而生。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。网络交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。

      随着交换技术的发展,交换机由原来工作在OSI承M的第二层,发展到现在有可以工作在第四层的交换机出现,所以根据工作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。由于第四层交换机交换技术尚未真正成熟且价格昂贵,第四层交换机在实际应用中目前还较少见。

网络交换机的性能


 

网络交换机是一种连接网络分段的网络设备。从技术角度看,网络交换机运行在 OSI 模型的第2层(数据链路层)。网络交换机源于电子集线器(HUB),其中 HUB 是为星型网络提供的一种中心结点设备。在共享 HUB 中,所有星型网络连接都接收同一个广播帧。交换机类似于集线器,它也支持单个广播域,但不同的是交换机上的每个端口同时也是它自己的冲突域(Collision Domain)。通常情况下,交换机比集线器更加智能化,网络交换机能监测到所接收的数据包,并能判断出该数据包的源和目的地设备,从而实现正确的转发过程。网络交换机只对连接设备传送信息,其目的是保存带宽,并提供比 HUB 更好的相关性能。

 

交换机中流量监控过程较为复杂,这是因为每个端口在数据传输之前都处于分离状态,即便相连,也只是在发送和接收端口相连接时。目前有两种主要方法支持交换环境下网络管理器对网络流量的监控:

端口镜像(Port Mirroring) ― 交换机向网络监控连接发送一组网络数据包;

SMON ― RFC 2613中规定的“交换机监控”是一种用来控制设施如“端口镜像”的协议。

另外还有些方法,在无需交换机的协作下,支持网络中另一台计算机上的“Snooping”行为,如伪 ARP MAC 扩散行为。

LAN 网络中最通用的网络交换机有 Ethernet 交换机。WAN 网络中通用的有 ATM 交换机、帧中继及10 Gigabit Ethernet 交换机。对于高终端 WAN 交换机,通常包含一台(软)路由器,以支持网络层(第3层)数据包处理。


网络交换机的分类


 

从广义上来看,交换机分为两种: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配备的 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 端口为主,并且以固定端口 或扩展槽方式提供 1000Base-T 的上联端口。汇聚层 1000Base-T 交换机同时存在机箱式和固定端口式两种设计,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、 千兆以太网交换机、 FDDI 交换机、 ATM 交换机和令牌环交换机等多种,这些交换机分别适用于以太网、快 速以太网、FDDI、ATM 和令牌环网等环境。

 

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。另一方面, 从应用的规模来看,作为骨干交换机时,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 定配置式交换机是一种有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,这类交换机的价格居中。不带扩 展槽固定配置式交换机仅支持一种类型的网络(一般是以太网), 可应用于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。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”。