网络交换机的分类、性能和选择

网络交换机的分类、性能和选择

网络基础知识ICMP和ARP,一分钟了解下

一、网络交流机的概述


 

随着电子手艺的飞速生长,盘算机及其应用日益普及,盘算机网络也迅速生长起来。通常将地理位置差异,具备自力功效的多台盘算机、终端及其隶属装备,用通讯装备和线路毗邻起来,并配以响应的网络软件实现盘算机通讯信息网的资源共享与数据通讯,都称为盘算机通讯网。

当网络规模扩大时,单纯靠延伸网线已变得不现实。而且对于差异的局域网,要实现相互之间的数据传送,共享网络的资源,需要有专门的毗邻装备实现网络扩展。同时,网络中站点的增添,地理局限的扩大,业务量的增进,促使网络互联迅速向前生长。

网络互联的高速生长,导致网络交流手艺的泛起,网络交流机也随之应运而生。广义的交流机就是一种在通讯系统中完成信息交流功效的装备。网络交流机的主要功效包罗物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。

随着交流手艺的生长,交流机由原来事情在OSI承M的第二层,生长到现在有可以事情在第四层的交流机泛起,以是凭据事情的协议层交流机可分第二层交流机、第三层交流机和第四层交流机。由于第四层交流机交流手艺尚未真正成熟且价钱昂贵,第四层交流机在现实应用中现在还较少见。

网络交流机的分类、性能和选择

 

网络交流机的性能


 

网络交流机是一种毗邻网络分段的网络装备。从手艺角度看,网络交流机运行在 OSI 模子的第2层(数据链路层)。网络交流机源于电子集线器(HUB),其中 HUB 是为星型网络提供的一种中央结点装备。在共享 HUB 中,所有星型网络毗邻都吸收统一个广播帧。交流机类似于集线器,它也支持单个广播域,但差异的是交流机上的每个端口同时也是它自己的冲突域(Collision Domain)。通常情况下,交流机比集线器加倍智能化,网络交流性能监测到所吸收的数据包,并能判断出该数据包的源和目的地装备,从而实现准确的转发历程。网络交流机只对毗邻装备传送信息,其目的是保留带宽,并提供比 HUB 更好的相关性能。

 

交流机中流量监控历程较为庞大,这是由于每个端口在数据传输之前都处于星散状态,即便相连,也只是在发送和吸收端口相毗邻时。现在有两种主要方式支持交流环境下网络治理器对网络流量的监控:

端口镜像(Port Mirroring) ― 交流机向网络监控毗邻发送一组网络数据包;

SMON ― RFC 2613中划定的“交流机监控”是一种用来控制设施如“端口镜像”的协议。

另外另有些方式,在无需交流机的协作下,支持网络中另一台盘算机上的“Snooping”行为,如伪 ARP mac 扩散行为。

LAN 网络中最通用的网络交流机有 Ethernet 交流机。WAN 网络中通用的有 ATM 交流机、帧中继及10 Gigabit Ethernet 交流机。对于高终端 WAN 交流机,通常包罗一台(软)路由器,以支持网络层(第3层)数据包处置。

 

 

网络交流机的分类


 

从广义上来看,交流机分为两种:广域网交流机和局域网交流 机。广域网交流机主要应用于电信领域,提供通讯基础平台。而局 域网交流机则应用于局域网络,用于毗邻终端装备,如 PC机及网络打印机等。

 

根据现在庞大的网络组成方式, 网络交流机被划分为接入层交流机、汇聚层交流机和核心层交流机。

网络交流机的分类、性能和选择

 

其中,核心层交流机所有采 用机箱式模块化设计,已经基本上都设计了与之相配备的 1000Base-T 模块。接入层支持 1000Base-T 的以太网交流机基本 上是牢固端口式交流机,以 10/100M 端口为主,而且以牢固端口 或扩展槽方式提供 1000Base-T 的上联端口。汇聚层 1000Base-T 交流机同时存在机箱式和牢固端口式两种设计,可以提供多个 1000Base-T 端口,一样平常也可以提供 1000Base-X 等其他形式的端 口。接入层和汇聚层交流机配合组成完整的中小型局域网解决方 案。

 

从传输介质和传输速率上看, 局域网交流机可以分为以太网交 换机、 快速以太网交流机、 千兆以太网交流机、 FDDI 交流机、 ATM 交流机和令牌环交流机等多种,这些交流机划分适用于以太网、快 速以太网、FDDI、ATM 和令牌环网等环境。

 

从规模应用上又有企业级交流机、 部门级交流机和事情组交流 机等。各厂商划分的尺度并不完全一致,一样平常来讲,企业级交流机 都是机架式,部门级交流机可以是机架式,也可以是牢固设置式, 而事情组级交流机则一样平常为牢固设置式, 功效较为简朴。另一方面, 从应用的规模来看,作为主干交流机时,支持 500 个信息点以上 大型企业应用的交流机为企业级交流机,支持 300 个信息点以下 中型企业的交流机为部门级交流机,而支持 100 个信息点以内的 交流机为事情组级交流机。

 

凭据架构特点,人们还将局域网交流机分为机架式、带扩展槽 牢固设置式、不带扩展槽牢固设置式三种产物。机架式交流机是一 种插槽式的交流机,这种交流机扩展性较好,可支持差异的网络类 型,如以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM、令牌环及 FDDI 等,但价钱较贵。不少高端交流机都接纳机架式结构。带扩展槽固 定设置式交流机是一种有牢固端口并带少量扩展槽的交流机, 这种 交流机在支持牢固端口类型网络的基础上, 还可以通过扩展其他网 络类型模块来支持其他类型网络,这类交流机的价钱居中。不带扩 展槽牢固设置式交流机仅支持一种类型的网络(一样平常是以太网), 可应用于小型企业或办公室环境下的局域网,价钱最廉价,应用也 最普遍。分配到某个背板的网段上。端口 交流用于将以太模块的端口在背板多个网段之间举行分配、平衡。帧交流是现在应用最普遍的局域网交流手艺, 它通过对传统传输媒 介举行微分段,提供并行传送的机制,以减小冲突域、获得高的带 宽。ATM 手艺代表了网络和通讯中众多难题的一剂“良药”。ATM 接纳牢固长度为 53 个字节的信元交流。由于长度牢固,因而便于 用硬件实现。ATM 接纳专用的非差异毗邻,并行运行,可以通过 一个交流机同时确立多个节点, 但不会影响每个节点之间的通讯能 力。ATM 还允许在源节点和目的节点之间的通讯能力。ATM 接纳 统计时分电路举行复用,因而能大大提高通道利用率。ATM 的带 宽可以到达 25M、155M、622M 甚至数 G 比特传送能力。

 

事实上, 从应用的角度划分, 交流机又可分为电话交流机 (PBX) 和数据交流机(Switch)。固然,现在异常时髦的在数据上的语音 传输 VoIP 又有人称之为“软交流机”。

 

 

网络交流机的选择


 

通过应用手艺的对照,可以看出,二层交流机主要用在小型局域网中,机械数目在二、三十台以下,这样的网络环境下,广播包影响不大,二层交流机的快速交流功效、多个接入端口和低廉价钱为小型网络用户提供了很完善的解决方案。在这种小型网络中基本没必要引入路由功效从而增添治理的难度和用度,以是没有必要使用路由器或三层交流机。

 

三层交流机是为IP设计的,接口类型简朴,拥有很强二层包处置能力,以是适用于大型局域网,为了减小广播风暴的危害,必须把大型局域网按功效或地域等因素划成一个一个的小局域网,也就是把机械分为一个一个的小网段,这样会导致差异网段之间存在大量的互访,单纯使用二层交流机没办法实现网间的互访,而单纯使用路由器则由于端口数目有限,路由速率较慢,而限制了网络的规模和接见速率,以是这种环境下由二层交流手艺和路由手艺有机连系而成的三层交流机就最为适合。

 

路由器端口类型多,支持的三层协议多,路由能力强,以是适合于在大型网络之间的互连,一样平常大型网络的互连端口不多,互连装备的主要功效不在于在端口之间举行快速交流,而是要选择最佳路径举行负载分管,链路备份和最主要的与其它网络举行路由信息交流,所有这些都是路由完成的功效。三层交流机的最主要目的是加速大型局域网内部的数据交流,揉合进去的路由功效也是为这目的服务的,以是它的路由功效没有统一档次的专业路由器强。在网络流量很大,但又要求响应速率很高的情况下,由三层交流机做网内的交流,由路由器专门卖力网络的路由事情,这样就可以充分发挥差异装备的优势。

交换机如何设置控制IP地址冲突故障

 

 

在选择交流机详细装备时凭据以上情况举行剖析后,还要参考以下几项装备指标:

 

1、转发手艺

直通转发手艺就是交流机获取到数据包目的地址,就最先向目的端口发送数据包。通常,交流机在吸收到数据包的前6个字节时,就已经知道目的地址,从而可以决议向哪个端口转发这个数据包。直通转发手艺速率快、延时少和吞吐率高。但当网络中误码率较高时,交流机遇转发所有的完整数据包和错误数据包,这将给整个交流网络带来许多错误通讯包。直通转发手艺适用于网络链路质量好的网络环境。

存储转发手艺要求交流机在吸收到所有数据包后再决议若何转发,交流机在转发之前检查数据包完整性和准确性。它的优点是:没有残缺数据包转发,减少了潜在的不必要数据转发。它的瑕玷是:转发速率比直接转发手艺慢。以是,存储转发手艺对照适应于通俗链路质量的网络环境。

 

2、背板吞吐量及缓冲区巨细

背板吞吐最也称背板带宽,单元是每秒通过的数据包个数(pps),示意交流机接口处置器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。一台交流机的背板带宽越高,所能处置数据的能力就越强。

 

缓冲区巨细,又叫做包缓冲区巨细,是一种数据行列机制,由交流机用来举行差异网络装备之间的速率匹配。速率高的装备所发送的数据可以存储在缓冲区内,直到被慢速装备处置为止。缓冲区巨细由缓冲调剂算法算出,过大的缓冲空问需要相对多的寻址时间,缓冲空间过小会在发生拥塞时引起丢包失足。

 

3、延时

交流机延时是指从交流机吸收到数据包到最先向目的端口复制数据包之问的时间距离。有许多因素会影响延时巨细,好比转发手艺、缓冲区巨细等等。

 

4、治理功效

为利便网管员治理,及用户控制接见交流机,通常交流机应支持SNMP MIB I/MIB II统计治理功效以知足常用网管治理软件,如OPENVIEW、SUN Solstice Domain Manager或IBM网络治理(NetView)远程治理交流机,甚至还会增添通过内置RMON组(mini—RMON)来支持RMON自动监视功效,或提供通过WEB页面、命令行方式(eLI)对装备举行远程的监控,以最终实现故障治理、性能治理、设置治理、平安治理等常用治理功效。

 

5、MAC地址表巨细及MAC地址类型

毗邻到局域网上的每个端口或装备都需要一个MAC地址,其他装备要用到此地址来定位特定的端口及更新路由表和数据结构。MAC地址表巨细能反映出该装备所支持的节点数能力。单MAC地址类型交流机毗邻最终用户或非桥接装备,不能接集线器等多网络装备网段。多MAC地址交流机则可以在每端口存多个MAC地址具有较强的多节点支持力。

 

网络交流机的分类、性能和选择

 

 

6、扩展树

为保障网络的平安性,常对要害数据链路提供冗余备份链路,由于交流机现实上是多端口的透明桥接装备,从而引发“拓扑环”问题。交流机通过接纳扩展树协议算法让网络中的每一个桥接装备相互知道,自动防止拓扑环征象。交流机并将检测到的“拓扑环”中的某个端口断开,以到达消除“拓扑环”的目的,维持网络中的拓扑树的完整性。

 

7、是否全双工

全双工端口可以同时发送和吸收数据,但这要求交流机和所毗邻的装备都支持全双工事情方式。

具有全双工功效的交流机可实现高吞吐量(两倍于单工模式端口吞吐量)、制止碰撞、突破CSMA圮D链路长度限制,通讯链路的长度限制只与物理介质有关,交流机端口最好能实现全伴双工自动转换。

 

8、高速端口集成

交流机可以提供高带宽”管道”(牢固端口、可选模块或多链路隧道)知足交流机的交流流量与上级主干的交流需求。防止泛起主干通讯瓶颈。如FDDI、ATM、G比特光模块等。

 

9、最大VLAN数目

此参数反映了一台装备所能支持的最大VLAN数目,就现在交流机所能支持的最大VLAN数目(1024以上)来看,足以知足一样平常企业的需要。

 

10、扩充性设置

机架插槽数、扩展槽数、最大可堆叠数、10/1013/000M以太网端口数、最大ATM端口数、最大SONET端口数、最大FDDI端口数、最大电源数等多个硬件指标将直接反映交流机的扩充能力及与其它主干网络装备的互联互通能力。

对差异的用户在选择中另有差异的要求,如实行对数据流的接见控制(ACL)、服务质量保证(QoS)、带宽治理以及种种控制和服务计谋、支持的包过滤、负载平衡及在三层交流机对种种路由协议的支持水平等等。

 

总之,在举行网络计划设计和选择交流机时,应仔细考察交流机的种种功效,随着交流手艺的高速生长,越来越多的交流机融合了其它网络装备的新功效,交流机的选择更需周全思量、实时跟踪新产物。

100条网络基础知识,看完成半个网络高手,涉及方方面面

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