交换机选型参考手册课件.ppt

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1、 交换机选型参考手册工业交换机与商用交换机的区别1.1 交换机概述 交换机，英文名称为Switch，也称为交换式集线器，它是一种基于MAC地址(网卡的硬件地址)识别，能够在通信系统中完成信息交换功能的设备，可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。1.2 交换机的交换模式概念：交换机将数据从一个端口转发至到另一个端口的处理方式称为交换模式。类型：存储转发（Store and Forward）直通交换（CutThrough）碎片丢弃（Fragmentfree）存储转发(Store and Forward)特点：交换机接收到数据包后，首先将数据包存储到缓冲器中，进行CRC循环冗余校验

2、,如果这个数据包有CRC错误，则该包将被丢弃；如果数据包完整，交换机查询地址映射表将其转发至相应的端口。优点：没有残缺数据包转发，可减少潜在的不必要的数据转发缺点：转发速率比直接转发方式慢。适用环境：存储转发技术适用于普通链路质量或质量较为恶劣的网络环境，这种方式要对数据包进行处理，所以，延迟和帧的大小有关。1.2.1 交换机的交换模式直通交换(CutThrough)特点：交换机只读出数据帧的前6个字节，即通过地址映射表中查找目标地址，将数据帧传送到相应的端口上。直通交换能够实现较少的延迟，因为在数据帧的目的地址被读出，确定了转发端口后马上开始转发这个数据帧。优点：转发速率快、减少延时和提高整

3、体吞吐率缺点：会给整个交换网络带来许多垃圾通信包适用环境：网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境，延迟时间跟帧的大小无关。1.2.2 交换机的交换模式碎片丢弃（Fragmentfree）特点：这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节，如果小于64字节，说明是假包，则丢弃该包；如果大于等于64字节，则发送该包。优点：数据处理速度比存储转发方式快缺点：比直通式慢适用环境：一般的通讯链路1.2.3 交换机的交换模式按照OSI的七层网络模型，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 第七层交换机 基于MAC地址工作的第二层交换机最为普遍，用于网络接入层

4、和汇聚层。基于IP地址和协议进行交换的第三层交换机应用于网络的核心层，也少量应用于汇聚层。部分第三层交换机也同时具有第四层交换功能，可以根据数据帧的协议端口信息进行目标端口判断。第四层以上的交换机称之为应用型交换机，主要用于互联网数据中心。1.3.1 交换机的分类按照交换机的可管理性，可分为：可管理型交换机 不可管理型交换机 两者区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。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。1.3.2 交换机的分类非网管型交换机优缺点非网管型交换机的缺点

5、：1、非网管型工业交换机功能有限，适合小型网络中。2、不支持ARP 防护，ARP 攻击不是病毒因而几乎所有的杀毒软件对之都无可奈何；但它却胜似病毒因为它轻可造成通信变慢、网络瘫痪，重会造成信息的泄密。3、不支持mac 地址的绑定。4、不支持vlan 的划分，在非网管的交换机上连接的终端用户处于同一广播域中，会爆发广播风暴，不能对其进行防护和抑制。使整个网络出现拥塞、阻断、泛洪，导致整个网络瘫痪。5、不支持基于流量的控制。6、数据传输的可靠性差，出现丢包现象严重非网管型交换机优点：1、价格便宜，节省开支。2、端口数量密集。3、用户使用灵活。网管型以太网交换机优缺点网管型以太网交换机优点：1、背板

6、带宽大，数据转发速度更快。2、组网灵活，应用大中型网络的接入层。3、提供的端口灵活，根据网络的应用选择不同的接口形式如：SFP、GE、快速以太口、以太口等。4、支持vlan 的划分，用户可以针对不同的应用进行区域划分，有效的对网络进行控制和管理。进步抑制广播风暴。5、可网管交换机的数据吞吐量（Throughput）大、包丢失率（PacketLoss）小、延迟（Latency）低。6、可以基于源、目的、网段进行数据信息流的控制 7、链路聚合可以让交换机和交换机以及交换机和服务器之间通过多个以太网端口绑定在一起，实现负载均衡。8、具有ARP 的防护功能，进步减少网络的ARP 欺骗。9、具有MAC

7、地址的绑定。10、端口镜像功能可以将一个端口的流量和状态复制到交换机的另一个端口，用于监管。11、支持DHCP的功能。12、访问控制列表它可以对IP 数据包进行控制，比如限制它的流量、出入以及提供QoS 等等。网管型以太网交换机优缺点 13、具有较好的安全性能：交换机都可以进行MAC 地址的过滤、MAC 地址锁定，并可以构建静态的MAC 转发表。14、能够支持IEEE802.1Q 和基于端口技术的VLAN。而IEEE802.1QVLAN 中涉及的GVRP（GARP，VLAN 注册协议）和GMRP（GARP 组播注册协议）也被广泛地支持。15、具有SNMP 功能，更能对网络实现很好的管理和控制。

8、16、易于扩展，灵活应用，可以通过网络管理软件进行管理，也可以通过其本身的访问控制对其进行远程访问。增加网络的安全性和可控制性。网管型以太网交换机的缺点：1、比非网管交换机稍贵。2、与非网管交换机比操作复杂，需要配置。背板带宽与端口速率 包转换率 模块化与固定配置 单/多MAC地址类型 端口密度 机框尺寸 模块热插拔 支持的协议 设备电源和功率2 交换机的主要性能指标背板带宽与端口速率 背板带宽和端口速率是衡量交换机的交换能力的主要参数。背板带宽：指通过交换机所有通信的最大值。交换机的端口速率：每秒通过的比特数。10Mbps 100Mbps 1000Mbps 10000Mbps2.1 交换机的

9、主要性能指标2.1.1背板带宽 背板带宽，就是指板卡（接口板 连接到交换矩阵的带宽，它代表了板卡与引擎之间所能 传输的最大数据量，它代表了交换机总的数据处理能力，单位为 Gbps。2.2 包转换率 包转发率是指交换机转发芯片在同一时间所能处理的最大数据包数量，这个参数的变化取 决于背板带宽和交换容量。模块化与固定配置模块化交换机：具有很强的可扩展性，可在机箱内提供一系列扩展模块，如千兆位以太网模块、FDDI模块、ATM模块、快速以太网模块、令牌环模块等，所以能够将具有不同协议、不同拓扑结构的网络连接起来。但是它的价格一般也比较昂贵。模块化交换机一般作为骨干交换机来使用。固定配置交换机：一般具有

10、固定端口配置，比如Cisco公司的Catalyst l900/2900交换机，Bay公司的BayStack350/450交换机等。固定配置交换机的可扩充性显然不如模块化交换机，但是价格要低得多。2.3 交换机的主要性能指标2.3.1模块化配置交换机2.3.2固定配置交换机单/多MAC地址类型 单MAC交换机：每个端口只有一个MAC地址 多MAC交换机：每个端口捆绑有多个MAC硬件地址 单MAC交换机主要用于连接最终用户、网络共享资源或非桥接路由器，它们不能用于连接集线器或含有多个网络设备的网段；多MAC交换机的每个端口可以看作是一个集线器，而多MAC交换机可以看作是集线器的集线器。2.4 交换

11、机的主要性能指标2.5端口密度2.6 机框尺寸2.7 模块热插拔模块热插拔2.8 支持的协议2.9 设备电源和功率3 交换机的接口类型 交换机的接口是随着网络类型的变化和传输介质的发展而产生的不同的接口规格，主要有：双绞线RJ-45接口 光纤接口 AUI接口与BNC Console接口 FDDI接口双绞线RJ-45接口 数量最多、应用最广的一种接口类型，它属于以太网接口类型。它不仅在最基本的10Base-T以太网网络中使用，还在目前主流的100Base-TX快速以太网和1000Base-TX千兆以太网中使用。3.1 交换机的接口类型光纤接口 目前光纤传输介质发展相当迅速，各种光纤接口也是层出不

12、穷，分别应用于100Base-FX、1000Base-FX等网络中。在局域网交换机中，SC类型是一种常见的光纤接口，SC接口的芯在接头里面，右图所示的是一款100Base-FX网络的SC光纤接口模块。3.2 交换机的接口类型AUI接口 这是专门用于连接粗同轴电缆的，目前这种网络在局域网中已不多见。现在部分交换机保留了AUI接口。AUI接口是一个15针“D”形接口，类似于显示器接口。这种接口在其他网络设备中也可以见到，如路由器，甚至服务器中。右图中所示的是交换机上的AUI接口示意图。3.3 交换机的接口类型BNC 接口 这是专门用于连接细同轴电缆的接口，目前提供这种接口的交换机比较少见。个别交换

13、机保留BNC接口，主要是用于与细同轴电缆作为传输介质的令牌网络连接。右图是BNC接口的网卡。3.4 交换机的接口类型Console接口 用于配置交换机而使用的接口。不同交换机的Console接受有所不同，有些与Cisco路由器一样采用RJ-45类型Console接口，而有的则采用串口作为Console接口。3.5 交换机的接口类型FDDI接口 在早期的100Mbps时代，还有一种FDDI网络类型，即“光纤分布式数据接口”，其传输介质也是光纤，其接口类型如右图。目前由于它的优势不明显，已经很少见了。3.6 交换机的接口类型4 交换机的连接方式 我们常见的网络都是多台网络设备连接在一起，我们来看交

14、换机之间有哪些连接方式：级联冗余堆叠级联 是最常见的连接方式，即使用网线将两个交换机连接起来。有使用光纤介质连接和双绞线介质连接两种情况。光纤介质连接：直接连接的两个交换机端口要保证一致的光纤规格、端口速率，发送信号光纤端口与接收信号光纤端口相连。双绞线介质连接：分普通端口和使用Uplink端口级联两种情况。普通端口之间相连，使用交叉双绞线；一台交换机使用UPlink端口相连使用直通双绞线。注意：目前有些交换机已实现智能判断，即使用交叉线或直通线均可在两台交换机之间建立连接。4.1 交换机的连接方式冗余 SpanningTree冗余连接：工作方式是StandBy，一条链路在工作，其余链路处于待

15、机(StandBy)状态，效率没有提高，可靠性提高。PortTrunking连接：多条冗余连接链路实现负载分担。交换机之间联结带宽成倍提高，可靠性已得到增强。4.2 交换机的连接方式堆叠 只有支持堆叠的交换及之间才可进行堆叠，使用专用的堆叠线通过交换机上提供的堆叠接口使用一定的连接方式连接起来。多台交换机的堆叠是靠一个提供背板总线带宽的多口堆叠母模块与单口的堆叠子模块相连实现的，并插入不同的交换机实现交换机的堆叠。4.3 交换机的连接方式堆叠和级联的区别连接方式不同：级联是两台交换机通过两个PORT互联，而堆叠是交换机通过专门的背板堆叠模块相连。堆叠可以增加设备总带宽，而级联是不能增加设备的总

16、带宽。通用行不同：级联可通过光纤或双绞线在任何网络设备厂家的交换机之间进行连接，而堆叠只有在自己厂家的设备之间，且设备必须具有堆叠功能才可实现。连接距离不同：级联的设备之间可以有较远的距离（100米-几百米），而堆叠的设备之间距离十分有限，必须在几米以内。4.4 交换机的连接方式5 虚拟局域网和多层交换5.1 虚拟局域网(VLAN)概念：VLAN(Visual Local Area Network)，即虚拟局域网，是指网络中的站点不拘泥于所处的物理位置，而可以根据需要灵活地加入不同的逻辑子网中的一种网络技术。特点：在交换式以太网中，构成虚拟局域网的站点不必拘泥于所处的物理位置，它们既可以挂接在

17、同一个交换机中，也可以挂接在不同的交换机中。虚拟局域网技术使得网段的划分变得非常灵活。虚拟局域网的划分方法：5.1.1 虚拟局域网(VLAN)基于端口的虚拟局域网 基于MAC地址(网卡的硬件地址)的虚拟局域网 基于IP地址的虚拟局域网5.1.2 VLAN划分基于端口的虚拟局域网 基于端口的虚拟局域网是最实用的虚拟局域网，它保持了最普通常用的虚拟局域网成员定义方法，按照交换机的端口来确定虚拟局域网的定义。处于同一个虚拟局域网的成员端口可以位于一台交换机上，也可以位于不同交换机上的端口。定义简单、灵活。5.1.3 虚拟局域网(VLAN)基于MAC地址的虚拟局域网 在基于MAC地址的虚拟局域网中，交

18、换机对站点的MAC地址和交换机端口进行跟踪，在新站点入网时根据需要将其划归至某一个虚拟局域网，而无论该站点在网络中怎样移动，由于其MAC地址保持不变，因而其依然属于原来的局域网。5.1.4 虚拟局域网(VLAN)基于IP地址的虚拟局域网 在基于IP地址的虚拟局域网中，新站点在入网时无需进行太多配置，交换机则根据各站点网络地址自动将其划分成不同的虚拟局域网。在三种虚拟局域网的实现技术中，基于IP地址的虚拟局域网智能化程度最高，实现起来也最复杂。5.1.5 虚拟局域网(VLAN)5.2 以太网供电（POE）6 三层交换概念 三层交换是相对于传统交换概念而提出的。众所周知，传统的交换技术是在OSI网

19、络标准模型中的第二层-数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术三层转发技术。特点解决了局域网中网段划分之后，网段间子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。三层交换 三层交换是相对于传统的交换概念而提出的。传统的交换技术是在OSI网络参考模型中的第二层（即数据链路层）进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说，三层交换技术就是二层交换技术+三层转发技术，三层交换机就是“二层交换机+基于硬件的路由器”。三层交换 那么三层交换是怎样实现的呢

20、？三层交换的技术细节非常复杂，不可能一下子讲清楚，不过您可以简单地将三层交换机理解为由一台路由器和一台二层交换机构成，如下图所示。三层交换 两台处于不同子网的主机通信，必须要通过路由器进行路由。在上图中，主机A向主机B发送的第1个数据包必须要经过三层交换机中的路由处理器进行路由才能到达主机B，但是当以后的数据包再发向主机B时，就不必再经过路由处理器处理了，因为三层交换机有“记忆”路由的功能。三层交换机的路由记忆功能是由路由缓存来实现的。当一个数据包发往三层交换机时，三层交换机首先在它的缓存列表里进行检查，看看路由缓存里有没有记录，如果有记录就直接调取缓存的记录进行路由，而不再经过路由处理器进行

21、处理，这样的数据包的路由速度就大大提高了。如果三层交换机在路由缓存中没有发现记录，再将数据包发往路由处理器进行处理，处理之后再转发数据包。三层交换机工作原理 三层交换机实质上是将二层交换机与路由器结合起来的网络设备，它既可以完成数据交换功能，又可以完成数据路由功能。11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放

22、不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生

23、命中真正重要的东西。18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。20、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到希望。1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。3、大概是没

24、有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每

25、个人都是越活越现实。10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过.但请你继续向前走，因为别人看不到

26、你的努力，你却始终看得见自己。15、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。16、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。18、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。19、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠，其实都是祝愿。