漫談局域網(wǎng)交換機(jī)選購

2019-11-05 01:40:04

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供稿：網(wǎng)友

　　局域網(wǎng)交換機(jī)起源于集線器（Hub）和網(wǎng)橋等廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)備，但它在引進(jìn)數(shù)據(jù)包交換技術(shù)后，在性能和功能上有了很大的發(fā)展，集線器和網(wǎng)橋等設(shè)備正在被交換機(jī)所取代。對(duì)于企業(yè)用戶來說，全面熟悉局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理和性能特點(diǎn)是非常重要的。由于交換機(jī)是一種高科技產(chǎn)品，所以用戶在選購、使用和治理局域網(wǎng)交換機(jī)時(shí)必須把握相關(guān)的知識(shí)。本文全面解剖局域網(wǎng)交換機(jī)，力求為用戶選購局域網(wǎng)交換機(jī)提供一些參考。
　　交換機(jī)與集線器的區(qū)別
　　技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)了交換機(jī)價(jià)格的迅速下降，普通用戶也有能力去購買這樣的設(shè)備，但是同早期的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（主要是同集線器HUB的對(duì)比）相比較，它有什么優(yōu)勢呢？這也是大多數(shù)用戶所關(guān)心的問題。下面就對(duì)兩種實(shí)現(xiàn)結(jié)果相同、但是工作機(jī)理不同的設(shè)備：交換機(jī)（Switch）和集線器（HUB）做一對(duì)比。
　　從工作現(xiàn)象看，它們都是通過多端口連接Ethernet的設(shè)備，可以將多個(gè)用戶通過網(wǎng)絡(luò)以星型結(jié)構(gòu)連接起來，共享資源或交流數(shù)據(jù)。但是細(xì)分它們的工作狀態(tài)，卻完全不同。
　　集線器的工作機(jī)理是廣播（broadcast），無論是從哪一個(gè)端口接收到什么類型的信包，都以廣播的形式將信包發(fā)送給其余的所有端口，由連接在這些端口上的網(wǎng)卡（NIC）判定處理這些信息，符合的留下處理，否則丟棄掉，這樣很輕易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較大時(shí)網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)受到很大的影響。從它的工作狀態(tài)看，HUB的執(zhí)行效率比較低（將信包發(fā)送到了所有端口），安全性差（所有的網(wǎng)卡都能接收到，只是非目的地網(wǎng)卡丟棄了信包）。而且一次只能處理一個(gè)信包，在多個(gè)端口同時(shí)出現(xiàn)信包的時(shí)候就出現(xiàn)碰撞，信包按照串行進(jìn)行處理，不適合用于較大的網(wǎng)絡(luò)主干中。
　　交換機(jī)的工作就完全不同，現(xiàn)在低端的交換機(jī)都是Layer 2交換機(jī)，基于MAC地址進(jìn)行交換。它通過分析Ethernet包的包頭信息（其中包含了原MAC地址、目標(biāo)MAC地址、信息長度等），取得目標(biāo)MAC地址后，查找交換機(jī)中存儲(chǔ)的地址對(duì)照表（MAC地址對(duì)應(yīng)的端口），確認(rèn)具有此MAC地址的網(wǎng)卡連接在哪個(gè)端口上，然后僅將信包送到對(duì)應(yīng)端口，有效的有效的抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。這就是Switch 同HUB最大的不同點(diǎn)。而Switch內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)信包的背板帶寬也遠(yuǎn)大于端口帶寬，因此信包處于并行狀態(tài)，效率較高，可以滿足大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境大量數(shù)據(jù)并行處理的要求。
　　局域網(wǎng)交換機(jī)分類
　　 ●從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上看，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等多種，這些交換機(jī)分別適用于以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI、ATM和令牌環(huán)網(wǎng)等環(huán)境。
　　 ●按照最廣泛的普通分類方法，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為桌面型交換機(jī)（Desktop Switch）、組型交換機(jī)（Workgroup Switch）和校園網(wǎng)交換機(jī)（Campus Switch）三類。
　　 1．桌面型交換機(jī)是最常見的一種交換機(jī)，使用最廣泛，尤其是在一般辦公室、小型機(jī)房和業(yè)務(wù)受理較為集中的業(yè)務(wù)部門、多媒體制作中心、網(wǎng)站治理中心等部門。在傳輸速度上，現(xiàn)代桌面型交換機(jī)大都提供多個(gè)具有10/100Mbps自適應(yīng)能力的端口。
　　 2．組型交換機(jī)即工作組交換機(jī)，常用來作為擴(kuò)充設(shè)備，在桌面型交換機(jī)不能滿足需求時(shí)，大多直接考慮組型交換機(jī)。雖然組型交換機(jī)只有較少的端口數(shù)量，但卻支持較多的MAC地址，并具有良好的擴(kuò)充能力，端口的傳輸速度基本上為100Mbps。
　　 3．校園網(wǎng)交換機(jī)，這種交換機(jī)應(yīng)用相對(duì)較少，僅應(yīng)用于大型網(wǎng)絡(luò)，且一般作為網(wǎng)絡(luò)的骨干交換機(jī)，并具有快速數(shù)據(jù)交換能力和全雙工能力，可提供容錯(cuò)等智能特性，還支持?jǐn)U充選項(xiàng)及第三層交換中的虛擬局域網(wǎng)(VLAN)等多種功能。
　　 ●根據(jù)架構(gòu)特點(diǎn)，人們還將局域網(wǎng)交換機(jī)分為機(jī)架式、帶擴(kuò)展槽固定配置式、不帶擴(kuò)展槽固定配置式3種產(chǎn)品。
　　 1．機(jī)架式交換機(jī) 這是一種插槽式的交換機(jī)，這種交換機(jī)擴(kuò)展性較好，可支持不同的網(wǎng)絡(luò)類型，如以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、ATM、令牌環(huán)及FDDI等，但價(jià)格較貴，高端交換機(jī)有不少采用機(jī)架式結(jié)構(gòu)。
　　 2．帶擴(kuò)展槽固定配置式交換機(jī) 它是一種有固定端口數(shù)并帶少量擴(kuò)展槽的交換機(jī)，這種交換機(jī)在支持固定端口類型網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，還可以通過擴(kuò)展其他網(wǎng)絡(luò)類型模塊來支持其他類型網(wǎng)絡(luò)。這類交換機(jī)的價(jià)格居中。
　　 3．不帶擴(kuò)展槽固定配置式交換機(jī) 這類交換機(jī)僅支持一種類型的網(wǎng)絡(luò)（一般是以太網(wǎng)），可應(yīng)用于小型企業(yè)或辦公室環(huán)境下的局域網(wǎng)，價(jià)格最便宜，應(yīng)用也最廣泛.
　　局域網(wǎng)交換機(jī)常見技術(shù)指標(biāo)
　　局域網(wǎng)交換機(jī)基本技術(shù)指標(biāo)較多，這些技術(shù)指標(biāo)全面反映了交換機(jī)的技術(shù)性能和功能，是用戶選購產(chǎn)品時(shí)參考的重要數(shù)據(jù)來源。其中比較重要的技術(shù)指標(biāo)如下。
　　 1．機(jī)架插槽數(shù)：指機(jī)架式交換機(jī)所能安插的最大模塊數(shù)。
　　 2．擴(kuò)展槽數(shù)：指固定配置式帶擴(kuò)展槽交換機(jī)所能安插的最大模塊數(shù)。
　　 3．最大可堆疊數(shù)：指可堆疊交換機(jī)的堆疊單元中所能堆疊的最大交換機(jī)數(shù)目。顯然，此參數(shù)也說明了一個(gè)堆疊單元中所能提供的最大端口密度與信息點(diǎn)連接能力.
　　 4．支持的網(wǎng)絡(luò)類型：一般情況下，固定配置式不帶擴(kuò)展槽交換機(jī)僅支持一種類型的網(wǎng)絡(luò)，機(jī)架式交換機(jī)和固定配置式帶擴(kuò)展槽交換機(jī)可支持一種以上類型的網(wǎng)絡(luò)，如支持以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、ATM、令牌環(huán)及FDDI等。一臺(tái)交換機(jī)所支持的網(wǎng)絡(luò)類型越多，其可用性和可擴(kuò)展性將越強(qiáng)。
　　 5．最大SONET端口數(shù)： SONET（Synchronous Optical Network，同步光傳輸網(wǎng)絡(luò)）是一種高速同步傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，最大速率可達(dá)2.5Gbps。一臺(tái)交換機(jī)的最大SONET端口數(shù)是指這臺(tái)交換機(jī)的最大下聯(lián)的SONET接口數(shù)。
　　 6．背板吞吐量：背板吞吐最也稱背板帶寬，單位是每秒通過的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)（pps），表示交換機(jī)接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。一臺(tái)交換機(jī)的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)，但同時(shí)成本也將會(huì)越高。
　　 7． MAC地址表大?。哼B接到局域網(wǎng)上的每個(gè)端口或設(shè)備都需要一個(gè)MAC地址，其他設(shè)備要用到此地址來定位特定的端口及更新路由表和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個(gè)設(shè)備的MAC地址表的大小反映了連接到該設(shè)備能支持的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)。
　　 8．支持的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)：局域網(wǎng)交換機(jī)所支持的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，直接決定了交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力。這些協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)一般是指由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織所制定的聯(lián)網(wǎng)規(guī)范和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。由于交換機(jī)工作在第二層或第三層上，工作中要涉及到第三層以下的各類協(xié)議，一般來講，根據(jù)開放互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型可進(jìn)行如下分類。
　　 (1)第一層（物理層）協(xié)議包括EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、X.21和EIA530/EIA530A接口定義等，這些定義基本上決定了交換機(jī)上各物理接口的類型與作用。
　　 (2)第二層（鏈路層）協(xié)議包括802.1d/SPT、802.1Q、802.1p及802.3x等。
　　 (3)第三層（網(wǎng)絡(luò)層）協(xié)議包括ip、IPX、RIP1/2、OSPF、BGP4、VRRP，以及組播協(xié)議等等。
　　局域網(wǎng)交換機(jī)選購要素
　　
　　用戶在選購局域網(wǎng)交換機(jī)時(shí)，應(yīng)該主要考慮以下因素。
　　
　　1、外型尺寸的選擇
　　
　　假如網(wǎng)絡(luò)較大，或已完成樓宇級(jí)的綜合布線，工程要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上機(jī)架集中治理，應(yīng)選機(jī)架式組型交換機(jī)或者校園網(wǎng)交換機(jī)。假如沒有上述需求，桌面型的交換機(jī)具有更高的性能價(jià)格比。
　　
　　2、可伸縮性
　　
　　局域網(wǎng)交換機(jī)的可伸縮性是選擇局域網(wǎng)交換機(jī)的一個(gè)重要問題?？缮炜s性好并非僅僅是產(chǎn)品擁有很多端口數(shù)量。因?yàn)榻粨Q機(jī)應(yīng)用最重要的事情之一，是確定其端口在什么情況下會(huì)出現(xiàn)擁塞。所以用戶需要考慮下面兩個(gè)方面的問題。
　　
　　 (1) 內(nèi)部可伸縮性在2個(gè)堆疊的交換機(jī)之間，最大的可伸縮性是多少？帶寬的增長在交換機(jī)沒有過載時(shí)，有多少個(gè)端口的傳輸速率可以從10Mbps提高到100Mbps？
　　
　　 (2) 外部可伸縮性和交換機(jī)上聯(lián)的最高速率有關(guān)。例如，有1臺(tái)24用戶端口的可堆疊局域網(wǎng)交換機(jī)，假設(shè)這24個(gè)端口能傳輸?shù)牧髁咳际?0Mbps，并且該交換機(jī)上聯(lián)的速率為1Gbps，因此，假如其中有8個(gè)端口的速率提高到100Mbps，就會(huì)導(dǎo)致上聯(lián)的飽和。因?yàn)?個(gè)端口的傳輸速率達(dá)到100Mbps時(shí)，總流量就是800Mbps。而剩下的16個(gè)端口，每個(gè)端口速率為10Mbps，總共才160Mbps。這樣，24個(gè)端口流量總和為960Mbps。說明這臺(tái)交換機(jī)再也無法處理快速以太網(wǎng)的連接了，否則就會(huì)出現(xiàn)擁塞。假如交換機(jī)上聯(lián)的速率為2Gbps，則它最多只能處理19個(gè)快速以太網(wǎng)端口，否則就會(huì)發(fā)生擁塞。所以，交換機(jī)的可伸縮性，直接決定了局域網(wǎng)各信息點(diǎn)傳輸速率的升級(jí)能力。
　　3、可治理性
　　對(duì)局域網(wǎng)交換機(jī)來說，在運(yùn)行和治理方面所付出的代價(jià)，同樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過購買成本?；谶@方面考慮，可治理性已開始成為評(píng)定交換機(jī)的另一個(gè)要害因素。
　　一般來講，交換機(jī)本身就具有一定的可治理性能，至于可堆疊式交換機(jī)還具有可以把幾個(gè)所堆疊的交換機(jī)作為1臺(tái)交換機(jī)來治理的優(yōu)點(diǎn)，而不需要對(duì)每一臺(tái)局域網(wǎng)交換機(jī)分別進(jìn)行治理和監(jiān)視。需要注重的是，在可治理內(nèi)容中包括了處理具有優(yōu)先權(quán)流量的服務(wù)質(zhì)量（QoS）、增強(qiáng)策略治理的能力、治理虛擬局域網(wǎng)流量的能力，以及配置和操作的難易程度。其中QoS性能主要表現(xiàn)在保留所需要的帶寬，從而支持不同服務(wù)級(jí)別的需求?？芍卫硇赃€涉及到交換機(jī)對(duì)策略的支持，策略是一組規(guī)則，它控制交換機(jī)工作。網(wǎng)絡(luò)治理員采用策略分配帶寬，并對(duì)每個(gè)應(yīng)用流量和控制網(wǎng)絡(luò)訪問指定優(yōu)先級(jí)。其重點(diǎn)是帶寬治理策略，且必須滿足服務(wù)級(jí)別協(xié)議SLA。分布式策略是堆成組疊交換機(jī)的重要內(nèi)容，應(yīng)該檢查可堆疊交換機(jī)是否支持目錄治理功能，如輕型目錄訪問協(xié)議（LDAP），以提高交換機(jī)的可治理性。
　　4、端口帶寬及類型
　　選擇什么類型的局域網(wǎng)交換機(jī)，用戶應(yīng)首先應(yīng)根據(jù)自己組網(wǎng)帶寬需要決定，再從交換機(jī)端口帶寬設(shè)計(jì)方面來考慮。從端

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