漫談局域網交換機選購

2019-11-05 01:40:04

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供稿：網友

　　局域網交換機起源于集線器（Hub）和網橋等廣泛應用的網絡通信基礎設備，但它在引進數據包交換技術后，在性能和功能上有了很大的發展，集線器和網橋等設備正在被交換機所取代。對于企業用戶來說，全面熟悉局域網交換機的工作原理和性能特點是非常重要的。由于交換機是一種高科技產品，所以用戶在選購、使用和治理局域網交換機時必須把握相關的知識。本文全面解剖局域網交換機，力求為用戶選購局域網交換機提供一些參考。
　　交換機與集線器的區別
　　技術的進步帶動了交換機價格的迅速下降，普通用戶也有能力去購買這樣的設備，但是同早期的網絡設備（主要是同集線器HUB的對比）相比較，它有什么優勢呢？這也是大多數用戶所關心的問題。下面就對兩種實現結果相同、但是工作機理不同的設備：交換機（Switch）和集線器（HUB）做一對比。
　　從工作現象看，它們都是通過多端口連接Ethernet的設備，可以將多個用戶通過網絡以星型結構連接起來，共享資源或交流數據。但是細分它們的工作狀態，卻完全不同。
　　集線器的工作機理是廣播（broadcast），無論是從哪一個端口接收到什么類型的信包，都以廣播的形式將信包發送給其余的所有端口，由連接在這些端口上的網卡（NIC）判定處理這些信息，符合的留下處理，否則丟棄掉，這樣很輕易產生廣播風暴，當網絡較大時網絡性能會受到很大的影響。從它的工作狀態看，HUB的執行效率比較低（將信包發送到了所有端口），安全性差（所有的網卡都能接收到，只是非目的地網卡丟棄了信包）。而且一次只能處理一個信包，在多個端口同時出現信包的時候就出現碰撞，信包按照串行進行處理，不適合用于較大的網絡主干中。
　　交換機的工作就完全不同，現在低端的交換機都是Layer 2交換機，基于MAC地址進行交換。它通過分析Ethernet包的包頭信息（其中包含了原MAC地址、目標MAC地址、信息長度等），取得目標MAC地址后，查找交換機中存儲的地址對照表（MAC地址對應的端口），確認具有此MAC地址的網卡連接在哪個端口上，然后僅將信包送到對應端口，有效的有效的抑制廣播風暴的產生。這就是Switch 同HUB最大的不同點。而Switch內部轉發信包的背板帶寬也遠大于端口帶寬，因此信包處于并行狀態，效率較高，可以滿足大型網絡環境大量數據并行處理的要求。
　　局域網交換機分類
　　 ●從傳輸介質和傳輸速度上看，局域網交換機可以分為以太網交換機、快速以太網交換機、千兆以太網交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環交換機等多種，這些交換機分別適用于以太網、快速以太網、FDDI、ATM和令牌環網等環境。
　　 ●按照最廣泛的普通分類方法，局域網交換機可以分為桌面型交換機（Desktop Switch）、組型交換機（Workgroup Switch）和校園網交換機（Campus Switch）三類。
　　 1．桌面型交換機是最常見的一種交換機，使用最廣泛，尤其是在一般辦公室、小型機房和業務受理較為集中的業務部門、多媒體制作中心、網站治理中心等部門。在傳輸速度上，現代桌面型交換機大都提供多個具有10/100Mbps自適應能力的端口。
　　 2．組型交換機即工作組交換機，常用來作為擴充設備，在桌面型交換機不能滿足需求時，大多直接考慮組型交換機。雖然組型交換機只有較少的端口數量，但卻支持較多的MAC地址，并具有良好的擴充能力，端口的傳輸速度基本上為100Mbps。
　　 3．校園網交換機，這種交換機應用相對較少，僅應用于大型網絡，且一般作為網絡的骨干交換機，并具有快速數據交換能力和全雙工能力，可提供容錯等智能特性，還支持擴充選項及第三層交換中的虛擬局域網(VLAN)等多種功能。
　　 ●根據架構特點，人們還將局域網交換機分為機架式、帶擴展槽固定配置式、不帶擴展槽固定配置式3種產品。
　　 1．機架式交換機這是一種插槽式的交換機，這種交換機擴展性較好，可支持不同的網絡類型，如以太網、快速以太網、千兆以太網、ATM、令牌環及FDDI等，但價格較貴，高端交換機有不少采用機架式結構。
　　 2．帶擴展槽固定配置式交換機它是一種有固定端口數并帶少量擴展槽的交換機，這種交換機在支持固定端口類型網絡的基礎上，還可以通過擴展其他網絡類型模塊來支持其他類型網絡。這類交換機的價格居中。
　　 3．不帶擴展槽固定配置式交換機這類交換機僅支持一種類型的網絡（一般是以太網），可應用于小型企業或辦公室環境下的局域網，價格最便宜，應用也最廣泛.
　　局域網交換機常見技術指標
　　局域網交換機基本技術指標較多，這些技術指標全面反映了交換機的技術性能和功能，是用戶選購產品時參考的重要數據來源。其中比較重要的技術指標如下。
　　 1．機架插槽數：指機架式交換機所能安插的最大模塊數。
　　 2．擴展槽數：指固定配置式帶擴展槽交換機所能安插的最大模塊數。
　　 3．最大可堆疊數：指可堆疊交換機的堆疊單元中所能堆疊的最大交換機數目。顯然，此參數也說明了一個堆疊單元中所能提供的最大端口密度與信息點連接能力.
　　 4．支持的網絡類型：一般情況下，固定配置式不帶擴展槽交換機僅支持一種類型的網絡，機架式交換機和固定配置式帶擴展槽交換機可支持一種以上類型的網絡，如支持以太網、快速以太網、千兆以太網、ATM、令牌環及FDDI等。一臺交換機所支持的網絡類型越多，其可用性和可擴展性將越強。
　　 5．最大SONET端口數： SONET（Synchronous Optical Network，同步光傳輸網絡）是一種高速同步傳輸網絡規范，最大速率可達2.5Gbps。一臺交換機的最大SONET端口數是指這臺交換機的最大下聯的SONET接口數。
　　 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據包個數（pps），表示交換機接口處理器或接口卡和數據總線間所能吞吐的最大數據量。一臺交換機的背板帶寬越高，所能處理數據的能力就越強，但同時成本也將會越高。
　　 7． MAC地址表大?。哼B接到局域網上的每個端口或設備都需要一個MAC地址，其他設備要用到此地址來定位特定的端口及更新路由表和數據結構。一個設備的MAC地址表的大小反映了連接到該設備能支持的最大節點數。
　　 8．支持的協議和標準：局域網交換機所支持的協議和標準內容，直接決定了交換機的網絡適應能力。這些協議和標準一般是指由國際標準化組織所制定的聯網規范和設備標準。由于交換機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議，一般來講，根據開放互聯網絡模型可進行如下分類。
　　 (1)第一層（物理層）協議包括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上各物理接口的類型與作用。
　　 (2)第二層（鏈路層）協議包括802.1d/SPT、802.1Q、802.1p及802.3x等。
　　 (3)第三層（網絡層）協議包括ip、IPX、RIP1/2、OSPF、BGP4、VRRP，以及組播協議等等。
　　局域網交換機選購要素
　　
　　用戶在選購局域網交換機時，應該主要考慮以下因素。
　　
　　1、外型尺寸的選擇
　　
　　假如網絡較大，或已完成樓宇級的綜合布線，工程要求網絡設備上機架集中治理，應選機架式組型交換機或者校園網交換機。假如沒有上述需求，桌面型的交換機具有更高的性能價格比。
　　
　　2、可伸縮性
　　
　　局域網交換機的可伸縮性是選擇局域網交換機的一個重要問題?？缮炜s性好并非僅僅是產品擁有很多端口數量。因為交換機應用最重要的事情之一，是確定其端口在什么情況下會出現擁塞。所以用戶需要考慮下面兩個方面的問題。
　　
　　 (1) 內部可伸縮性在2個堆疊的交換機之間，最大的可伸縮性是多少？帶寬的增長在交換機沒有過載時，有多少個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上聯的最高速率有關。例如，有1臺24用戶端口的可堆疊局域網交換機，假設這24個端口能傳輸的流量全都是10Mbps，并且該交換機上聯的速率為1Gbps，因此，假如其中有8個端口的速率提高到100Mbps，就會導致上聯的飽和。因為8個端口的傳輸速率達到100Mbps時，總流量就是800Mbps。而剩下的16個端口，每個端口速率為10Mbps，總共才160Mbps。這樣，24個端口流量總和為960Mbps。說明這臺交換機再也無法處理快速以太網的連接了，否則就會出現擁塞。假如交換機上聯的速率為2Gbps，則它最多只能處理19個快速以太網端口，否則就會發生擁塞。所以，交換機的可伸縮性，直接決定了局域網各信息點傳輸速率的升級能力。
　　3、可治理性
　　對局域網交換機來說，在運行和治理方面所付出的代價，同樣遠遠超過購買成本?；谶@方面考慮，可治理性已開始成為評定交換機的另一個要害因素。
　　一般來講，交換機本身就具有一定的可治理性能，至于可堆疊式交換機還具有可以把幾個所堆疊的交換機作為1臺交換機來治理的優點，而不需要對每一臺局域網交換機分別進行治理和監視。需要注重的是，在可治理內容中包括了處理具有優先權流量的服務質量（QoS）、增強策略治理的能力、治理虛擬局域網流量的能力，以及配置和操作的難易程度。其中QoS性能主要表現在保留所需要的帶寬，從而支持不同服務級別的需求?？芍卫硇赃€涉及到交換機對策略的支持，策略是一組規則，它控制交換機工作。網絡治理員采用策略分配帶寬，并對每個應用流量和控制網絡訪問指定優先級。其重點是帶寬治理策略，且必須滿足服務級別協議SLA。分布式策略是堆成組疊交換機的重要內容，應該檢查可堆疊交換機是否支持目錄治理功能，如輕型目錄訪問協議（LDAP），以提高交換機的可治理性。
　　4、端口帶寬及類型
　　選擇什么類型的局域網交換機，用戶應首先應根據自己組網帶寬需要決定，再從交換機端口帶寬設計方面來考慮。從端

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