交換機產品的發展歷程與簡要介紹(圖)

2019-11-05 01:52:24

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供稿：網友

　　交換機發展歷程
　　
　　計算機技術與通信技術的結合促進了計算機局域網絡的飛速發展，從六十年代末ALOHA的出現到九十年代中期1000Mbps交換式以太網的登臺亮相，短短的三十年間經過了從單工到雙工，從共享到交換，從低速到高速，從簡單到復雜，從昂貴到普及的飛躍。
　　
　　八十年代中后期，由于通信量的急劇增加，促使技術的發展，使局域網的性能越來越高，最早1Mbps速率已廣泛地被今天的100Base-TX替代，但是，傳統的媒體訪問方法都局限于使大量的站點共享對一個公共傳輸媒體的訪問，即CSMA/CD。
　　
　　九十年代初，隨著計算機性能的提高及通信量的劇增，傳統局域網已經超出了自身的負荷，交換式以太網技術應運而生，大大提高了局域網的性能。與現在基于網橋和路由器的共享媒體的局域網拓撲結構相比，網絡交換機能顯著的增加帶寬。交換技術的加入，就可以建立地理位置相對分散的網絡，使局域網交換機的每個端口可平行、安全、同時的互相傳輸信息，而且使局域網可以高度擴充。
　　
　　局域網交換技術的發展要追溯到兩端口網橋。橋是一種存儲轉發設備，用來連接相似的局域網。從互聯網絡的結構看，橋是屬于DCE級的端到端的連接；從協議層次看，橋是在邏輯鏈路層對數據幀進行存儲轉發；與中繼器在第一層、路由器在第三層的功能相似。兩端口網橋幾乎是和以太網同時發展的。
　　
　　以太網交換技術(Switch)是在多端口網橋的基礎上于九十年代初發展起來的，實現OSI模型的下兩層協議，與網橋有著千絲萬縷的關系，甚至被業界人士稱為"許多聯系在一起的網橋"，因此現在的交換式技術并不是什么新的標準，而是現有技術的新應用而已，是一種改進了的局域網橋，與傳統的網橋相比，它能提供更多的端口、更好的性能、更強的治理功能以及更便宜的價格?，F在某些局域網交換機也實現了OSI參考模型的第三層協議，實現簡單的路由選擇功能，目前很熱的第三層交換就是指此。以太網交換機大多提供存儲轉發(Store and Forward)方式。
　　
　　交換機與集線器的區別
　　
　　集線器（HUB）是一種廣播模式設備，也就是說集線器的某個端口工作的時候，其他所有端口都能夠收到信息，輕易產生廣播風暴。當網絡規模較大時，網絡性能會受到嚴重影響。而交換機就能夠避免這種現象，當交換機工作的時候，只有發出請示的端口和目的端口之間相互響應，而不影響其他端口（即點對點方式）。因此，交換機能夠隔離沖突域，并有效地抑制廣播風暴的產生。
　　
　　從帶寬看,集線器不管有多少個端口，所有端口都是共享一條帶寬，在同一時刻只能有兩個端口傳送數據，其他端口只能等待，同時集線器只能工作在半雙工模式下；而對交換機而言，每個端口都有一條獨占的帶寬，當兩個端口工作時，并不影響其他端口的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下，還可以工作在全雙工模式下。
　　
　　Uplink口
　　
　　過去，Uplink口是交換機上常見的一種端口，它是為了便于兩臺交換機之間進行級聯的端口。它與其相鄰的普通UTP口使用的是同一通道，因而，假如使用了Uplink口，另一個與之相鄰的普通端口就不能再使用了。這兩個端口稱為共享端口，不能同時使用。級聯的時候，您可使用一般的正線（網線的兩端都遵循同一標準，即同是EIA/TIA 568A或568B標準）將一個交換機的普通端口和另一個交換機的Uplink口連起來。如兩個設備都使用Uplink口連接，線需要使用反線（即一端使用EIA/TIA 568A標準，另一端使用EIA/TIA 568B標準）。
　　
　　現在很多交換機都支持端口自動翻轉功能，所有端口既可用作Uplink口，也可用作普通口，而且用正線、反線均可連接。這樣就沒有專門用作Uplink的端口。
　　
　　級聯與堆疊
　　
　　堆疊(Stack)和級聯(Uplink)是多臺交換機或集線器連接在一起的兩種方式。它們的主要目的是增加端口密度。但它們的實現方法是不同的。簡單地說，級聯可通過一根雙絞線在任何網絡設備廠家的交換機之間，集線器之間，或交換機與集線器之間完成。而堆疊只有在自己廠家的設備之間，且此設備必須具有堆疊功能才可實現。級聯只需單做一根雙絞線(或其他媒介)，堆疊需要專用的堆疊模塊和堆疊線纜，并且這些設備可能需要單獨購買。交換機的級聯在理論上是沒有級聯個數限制的(注重：集線器級聯有個數限制，且10M和100M的要求不同)，而堆疊各個廠家的設備會標明最大堆疊個數。
　　
　　級聯相對輕易，但堆疊這種技術有級聯不可達到的優勢。首先，多臺交換機堆疊在一起，從邏輯上來說，它們屬于同一個設備。這樣，假如你想對這幾臺交換機進行設置，只要連接到任何一臺設備上，就可看到堆疊中的其他交換機。而級聯的設備邏輯上是獨立的，假如想要治理這些設備，必須依次連接到每個設備。
　　
　　其次，多個設備級聯會產生級聯瓶頸。例如，兩個百兆交換機通過一根雙絞線級聯，則它們的級聯帶寬是百兆。這樣不同交換機之間的計算機要通訊，都只能通過這百兆帶寬。而兩個交換機通過堆疊連接在一起，堆疊線纜將能提供高于1G的背板帶寬，極大地減低了瓶頸。不過，現在交換機有一種新技術——Port Trunk（端口綁定），通過這種技術，可使用多根雙絞線在兩個交換機之間進行級聯，這樣可成倍地增加級聯帶寬。而且現在很多交換機有千兆擴展能力，千兆級聯性能已經不錯，只要級聯的層數不要太多就不會影響上行速率。
　　
　　級聯還有一個堆疊達不到的目的，是增加連接距離。比如，一臺計算機離交換機較遠，超過了單根雙絞線的最長距離100米，則可在中間再放置一臺交換機，使計算機與此交換機相連。堆疊線纜最長也只有幾米，所以堆疊時應予以考慮。
　　
　　堆疊和級聯各有優點，在實際的方案設計中經常同時出現，可靈活運用。
　　
　　線纜類型
　　
　　以太網網絡中最常用的雙絞線有3類線、5類線和超5類線，目前超5類線已有6類以上線。第3類線在LAN中常用作為10Mbps以太網的數據與話音傳輸，符合IEEE802.3 10Base-T的標準。第5類雙絞線目前占有最大的LAN市場，最高速率可達100Mbps，符合IEEE802.3u 100Base-TX的標準。
　　
　　5類線和超5類線的不同之處主要是在于應用的不同。5類線使用過程中只是使用其中的兩對線纜傳輸，而超5類為了滿足千兆以太網的應用，采用四對全雙工傳輸。超5類線比5類線有著更高的性能要求。6類線和5類線實質的區別在于它們的帶寬不同，5類線只有100MHz，而6類線是250MHz。它們支持的應用也因為性能的不同而不同，6類線支持更高級別的應用。在性能上6類線也比5類線有更高的要求。一般來說，網線的長度不能超過100米。
　　
　　機架式安裝
　　
　　很多以太網交換機是根據EIA（Electronic Industries Association）電子工業協會的標準尺寸19英寸的支架設計的。機架安裝時先關閉那些已連線的設備以備安裝，把L型支架安裝在交換機前面板的兩邊（一邊一個），并用螺絲釘固定（如圖1所示），然后，再用螺絲釘把交換機固定在放置交換機的支架上（如圖2所示）。
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