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1、交换机及其选型目录1.交换机及其选型11.1交换机简介11.1.1提供网络接口11.1.2扩充网络接口11.1.3扩展网络范围11.2交换机的分类11.2.1可网管交换机和傻瓜交换机11.2.2固定端口交换机和模块化交换机21.2.3接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机31.2.4二、三、四层交换机41.2.5快速以太网交换机、吉比特以太网交换机和10吉比特以太网交换机41.2.6对称交换机和非对称交换机51.3交换机的性能指标51.3.1转发速率51.3.2端口吞吐量61.3.3背板带宽61.3.4端口种类61.3.5MAC地址数量61.3.6缓存大小61.3.7支持网管类型61.3.8
2、VLAN支持61.3.9支持的网络类型71.3.10冗余支持71.4主流交换机产品71.4.1H3C交换机71.4.2思科交换机71.4.3D-Link交换机81.4.4TP-LINK交换机81.4.5IP-COM交换机91.4.6华为交换机91.4.7锐捷交换机91.4.8神码交换机91.5交换机的选购101.5.1交换机的转发方式101.5.2延时101.5.3管理功能101.5.4MAC地址数111.5.5背板带宽111.5.6端口带宽111.5.7光纤解决方案111.5.8交换机的外型尺寸1111. 交换机及其选型1.1 交换机简介 交换机（switch）是集线器的换代产品，其作用也是
3、将传输介质的线缆汇聚在一起，以实现计算机的连接。但集线器工作在OSI模型的物理层，而交换机工作在OSI模型的数据链路层。交换机在网络中的作用主要表现在以下几方面：1.1.1 提供网络接口交换机在网络中最重要的应用就是提供网络接口，所有网络设备的互联都必须借助交换机才能实现。主要包括：（1）连接交换机、路由器、防火墙和无线接入点等网络设备。（2）连接计算机、服务器等计算机设备。（3）连接网络打印机、网络摄像头、IP电话等其它网络终端。1.1.2 扩充网络接口尽管有的交换机拥有较多数量的端口（如48口），但是当网络规模较大时，一台交换机所能提供的网络接口数量往往不够。此时，就必须将两台或更多台交换
4、机连接在一起，从而成倍地扩充网络接口。1.1.3 扩展网络范围交换机与计算机或其它网络设备是依靠传输介质连接在一起的，而每种传输介质的传输距离都是有限的，根据网络技术不同，同一种传输介质的传输距离也是不同的。当网络覆盖范围较大时，必须借助交换机进行中继，以成倍地扩展网络传输距离，增大网络覆盖范围。1.2 交换机的分类根据不同的标准，可以对交换机进行不同的分类。不同种类的交换机其功能特点和应用范围也有所不同，应当根据具体的网络环境和实际需求进行选择。1.2.1 可网管交换机和傻瓜交换机以交换机是否可管理，可以将交换机划分为可网管交换机和傻瓜交换机两种类型。（1）可网管交换机也称智能交换机，它拥有
5、独立的操作系统，且可以进行配置与管理。一台可网管的交换机在正面或背面一般有一个网管配置Console接口，现在的交换机控制台端口一般采用RJ-45端口，如图4.1所示。可管理型交换机便于网络监控、流量分析，但成本也相对较高。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。图1 RJ-45控制端口（2）傻瓜交换机不能进行配置与管理的交换机称为不可网管交换机，也称傻瓜交换机。如果局域网对安全性要求不是很高，接入层交换机可以选用傻瓜交换机。由于傻瓜交换机价格非常便宜，被广泛应用于低端网络（如学生机房、网吧等）的接入层，用于提供大量的网络接口。1.
6、2.2 固定端口交换机和模块化交换机以交换机的结构为标准，交换机可分为固定端口交换机和模块化交换机两种不同的结构。（1）固定端口交换机固定端口交换机只能提供有限数量的端口和固定类型的接口（如100Base-T、1000Base-T或GBIC、SFP插槽）。一般的端口标准是8端口、16端口、24端口、48端口等。固定端口交换机通常作为接入层交换机，为终端用户提供网络接入，或作为汇聚层交换机，实现与接入层交换机之间的连接。如图2所示为Cisco Catalyst 3560系列固定端口交换机。如果交换机拥有GBIC、SFP插槽，也可以通过采用不同类型的GBIC、SFP模块（如1000Base-SX、
7、1000Base-LX、1000Base-T等）来适应多种类型的传输介质，从而拥有一定程度的灵活性。（2）模块化交换机 图2 Cisco Catalyst3560系列交换机 图3 Cisco Catalyst4503模块也称机箱交换机，拥有更大的灵活性和可扩充性。用户可任意选择不同数量、不同速率和不同接口类型的模块，以适应千变万化的网络需求。如图3所示为Cisco Catalyst 4503模块化交换机。模块化交换机大都具有很高的性能（如背板带宽、转发速率和传输速率等）、很强的容错能力，支持交换模块的冗余备份，并且往往拥有可插拔的双电源，以保证交换机的电力供应。模块化交换机通常被用于核心交换机
8、或骨干交换机，以适应复杂的网络环境和网络需求。1.2.3 接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机以交换机的应用规模为标准，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。在构建满足中小型企业需求的LAN时，通常采用分层网络设计，以便于网络管理、网络扩展和网络故障排除。分层网络设计需要将网络分成相互分离的层，每层提供特定的功能，这些功能界定了该层在整个网络中扮演的角色。（1）接入层交换机部署在接入层的交换机就称为接入层交换机，也称工作组交换机，通常为固定端口交换机，用于实现终端计算机的网络接入。接入层交换机可以选择拥有12个1000Base-T端口或GBIC、SFP插槽的交换机，用于实
9、现与汇聚层交换机的连接。如图4所示为Cisco Catalyst 2960系列交换机。图4 Cisco Catalyst2960系列交换机（2）汇聚层交换机部署在汇聚层的交换机称为汇聚层交换机，也称骨干交换机、部门交换机，是面向楼宇或部门接入的交换机。汇聚层交换机首先汇聚接入层交换机发送的数据，再将其传输给核心层，最终发送到目的地。汇聚层交换机可以是固定端口交换机，也可以是模块化交换机，一般配有光纤接口。与接入层交换机相比，汇聚层交换机通常全部采用1000Mbps端口或插槽，拥有网络管理的功能。如图5所示为Cisco WS-C3750G-24T-S交换机。图5 Cisco WS-C3750G-
10、24T-S交换机（3）核心层交换机部署在核心层的交换机称为核心层交换机，也称中心交换机。核心层交换机属于高端交换机，一般全部采用模块化结构的可网管交换机，作为网络骨干构建高速局域网。如图6所示为Cisco WS-C6509模块化交换机。图6 Cisco WS-C6509交换机1.2.4 二、三、四层交换机根据交换机工作在OSI七层网络模型的协议层不同，交换机又可以分为第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机等。（1）第二层交换机第二层交换机依赖于数据链路层的信息（如MAC地址）完成不同端口间数据的线速交换，它对网络协议和用户应用程序完全是透明的。第二层交换机通过内建的一张MAC地址表来完成数据
11、的转发决策。接入层交换机通常全部采用第二层交换机。（2）第三层交换机第三层交换机具有第二层交换机的交换功能和第三层路由器的路由功能，可将IP地址信息用于网络路径选择，并实现不同网段间数据的快速交换。当网络规模较大或通过划分VLAN来减小广播所造成的影响时，只有借助第三层交换机才能实现。在大中型网络中，核心层交换机通常都由第三层交换机来充当。当然，某些网络应用较为复杂的汇聚层交换机也可以选用第三层交换机。（3）第四层交换机第四层交换机工作在传输层，通过包含在每一个IP数据包包头中的服务进程协议（例如HTTP用于传输Web，Telnet用于终端通信，SSL用于安全通信等）来完成报文的交换和传输处理
12、，并具有带宽分配、故障诊断和对TCP/IP应用程序数据流进行访问控制等功能。由此可见，第四层交换机应当是核心层交换机的首选。1.2.5 快速以太网交换机、吉比特以太网交换机和10吉比特以太网交换机依据交换机所提供的传输速率为标准，可以将交换机划分为快速以太网交换机、吉比特以太网交换机和10吉比特以太网交换机等。（1）快速以太网交换机快速以太网交换机是指交换机所提供的端口或插槽全部为100Mbps，几乎全部为固定配置交换机，通常用于接入层。为了保证与汇聚层交换机实现高速连接，通常配置有少量（14个）的1000Mbps端口。快速以太网交换机的接口类型包括： 100Base-T双绞线端口； 100B
13、ase-FX光纤接口。（2）吉比特以太网交换机吉比特以太网交换机也称千兆位以太网交换机，是指交换机提供的端口或插槽全部为1000Mbps，可以是固定端口交换机，也可以是模块化交换机，通常用于汇聚层或核心层。吉比特以太网交换机的接口类型包括：1000Base-T双绞线端口；1000Base-SX光纤接口；1000Base-LX光纤接口；1000Base-ZX光纤接口；1000Mbps GBIC插槽；1000Mbps SFP插槽。（3）10吉比特以太网交换机10吉比特以太网交换机也称万兆位以太网交换机，是指交换机拥有10Gbps以太网端口或插槽，可以是固定端口交换机，也可以是模块化交换机，通常用于
14、大型网络的核心层。10吉比特以太网交换机接口类型包括： 10GBase-T双绞线端口； 10Gbps SFP插槽。1.2.6 对称交换机和非对称交换机依据交换机端口速率的一致性为标准，可将交换机分为对称交换机或非对称交换机两类。（1）对称交换机在对称交换机中，所有端口的传输速率均相同，全部为100Mbps（快速以太网交换机）或者全部为1Gbps（吉比特以太网交换机）。其中，100Mbps对称交换机用于小型网络或者充当接入层交换机，1Gbps对称交换机则主要充当大中型网络中的汇聚层或核心层交换机。（2）非对称交换机非对称交换机是指拥有不同速率端口的交换机。提供不同带宽端口（例如100Mbps端口
15、和1000Mbps端口）之间的交换连接。其通常拥有24个高速率端口（1Gbps或10Gbps）以及1248个低速率端口（100Mbps或1Gbps）。高速率端口用于实现与汇聚层交换机、核心层交换机、接入层交换机和服务器的连接，搭建高速骨干网络。低速率端口则用于直接连接客户端或其它低速率设备。1.3 交换机的性能指标1.3.1 转发速率转发速率是交换机的一个非常重要的参数。转发速率通常以“Mpps”（MillionPacketPerSecond，每秒百万包数）来表示，即每秒能够处理的数据包的数量。转发速率体现了交换引擎的转发功能，该值越大，交换机的性能越强劲。1.3.2 端口吞吐量端口吞吐量反映交换机端口的分组转发能力，通常可以通过两个相同速率的端口进行测试，吞吐量是指在没有帧丢失的情况下，设备能够接受的最大速率。1.3.3 背板带宽背板带宽是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据
