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網絡交換機的分類與選擇

   

   網絡電話交換機是集線器的升級換代產品,從外觀上來看,它與集線器基本上沒有多大區別,都是帶有多個端口的長方體。廣義的交換機就是一種在通信係統中完成信息交換功能的設備。隨著通信業的發展以及國民經濟信息化的推進,以太網交換機市場呈穩步上升態勢。由於以太網具有性能價格比高、高度靈活、相對簡單、易於實現等特點。所以,以太網技術已成為當今最重要的一種局域網組網技術,以太網交換機也就成為了最普及的交換機。


一、網絡交換機的概述

      隨著電子技術的飛速發展,計算機及其應用日益普及,計算機網絡也迅速發展起來。凡是將地理位置不同,具備獨立功能的多台計算機、終端及其附屬設備,用通信設備和線路連接起來,並配以相應的網絡軟件實現計算機通信信息網的資源共享與數據通信,都稱為計算機通信網。

      當網絡規模擴大時,單純靠延長網線已變得不現實。並且對於不同的局域網,要實現互相之間的數據傳送,共享網絡的資源,需要有專門的連接設備實現網絡擴展。同時,網絡中站點的增加,地理範圍的擴大,業務量的增長,促使網絡互聯迅速向前發展。

      網絡互聯的高速發展,導致網絡交換技術的出現,網絡交換機也隨之應運而生。廣義的交換機就是一種在通信係統中完成信息交換功能的設備。網絡交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流量控製。

      隨著交換技術的發展,交換機由原來工作在OSI承M的第二層,發展到現在有可以工作在第四層的交換機出現,所以根據工作的協議層交換機可分第二層交換機、第三層交換機和第四層交換機。由於第四層交換機交換技術尚未真正成熟且價格昂貴,第四層交換機在實際應用中目前還較少見。

網絡交換機的性能


 

網絡交換機是一種連接網絡分段的網絡設備。從技術角度看,網絡交換機運行在 OSI 模型的第2層(數據鏈路層)。網絡交換機源於電子集線器(HUB),其中 HUB 是為星型網絡提供的一種中心結點設備。在共享 HUB 中,所有星型網絡連接都接收同一個廣播幀。交換機類似於集線器,它也支持單個廣播域,但不同的是交換機上的每個端口同時也是它自己的衝突域(Collision Domain)。通常情況下,交換機比集線器更加智能化,網絡交換機能監測到所接收的數據包,並能判斷出該數據包的源和目的地設備,從而實現正確的轉發過程。網絡交換機隻對連接設備傳送信息,其目的是保存帶寬,並提供比 HUB 更好的相關性能。

 

交換機中流量監控過程較為複雜,這是因為每個端口在數據傳輸之前都處於分離狀態,即便相連,也隻是在發送和接收端口相連接時。目前有兩種主要方法支持交換環境下網絡管理器對網絡流量的監控:

端口鏡像(Port Mirroring) ― 交換機向網絡監控連接發送一組網絡數據包;

SMON ― RFC 2613中規定的“交換機監控”是一種用來控製設施如“端口鏡像”的協議。

另外還有些方法,在無需交換機的協作下,支持網絡中另一台計算機上的“Snooping”行為,如偽 ARP MAC 擴散行為。

LAN 網絡中最通用的網絡交換機有 Ethernet 交換機。WAN 網絡中通用的有 ATM 交換機、幀中繼及10 Gigabit Ethernet 交換機。對於高終端 WAN 交換機,通常包含一台(軟)路由器,以支持網絡層(第3層)數據包處理。


網絡交換機的分類


 

從廣義上來看,交換機分為兩種:廣域網交換機和局域網交換 機。廣域網交換機主要應用於電信領域,提供通信基礎平台。而局 域網交換機則應用於局域網絡,用於連接終端設備,如 PC 機及網 絡打印機等。

 

按照現在複雜的網絡構成方式, 網絡交換機被劃分為接入層交 換機、匯聚層交換機和核心層交換機。

其中,核心層交換機全部采 用機箱式模塊化設計,已經基本上都設計了與之相配備的 1000Base-T 模塊。接入層支持 1000Base-T 的以太網交換機基本 上是固定端口式交換機,以 10/100M 端口為主,並且以固定端口 或擴展槽方式提供 1000Base-T 的上聯端口。匯聚層 1000Base-T 交換機同時存在機箱式和固定端口式兩種設計,可以提供多個 1000Base-T 端口,一般也可以提供 1000Base-X 等其他形式的端 口。接入層和匯聚層交換機共同構成完整的中小型局域網解決方 案。

 

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於以太網、快 速以太網、FDDI、ATM 和令牌環網等環境。

 

從規模應用上又有企業級交換機、 部門級交換機和工作組交換 機等。各廠商劃分的尺度並不完全一致,一般來講,企業級交換機 都是機架式,部門級交換機可以是機架式,也可以是固定配置式, 而工作組級交換機則一般為固定配置式, 功能較為簡單。另一方麵, 從應用的規模來看,作為骨幹交換機時,支持 500 個信息點以上 大型企業應用的交換機為企業級交換機,支持 300 個信息點以下 中型企業的交換機為部門級交換機,而支持 100 個信息點以內的 交換機為工作組級交換機。

 

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三種產品。機架式交換機是一 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。不少高端交換機都采用機架式結構。帶擴展槽固 定配置式交換機是一種有固定端口並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。不帶擴 展槽固定配置式交換機僅支持一種類型的網絡(一般是以太網), 可應用於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。分配到某個背板的網段上。端口 交換用於將以太模塊的端口在背板多個網段之間進行分配、平衡。幀交換是目前應用最廣泛的局域網交換技術, 它通過對傳統傳輸媒 介進行微分段,提供並行傳送的機製,以減小衝突域、獲得高的帶 寬。ATM 技術代表了網絡和通信中眾多難題的一劑“良藥”。ATM 采用固定長度為 53 個字節的信元交換。由於長度固定,因而便於 用硬件實現。ATM 采用專用的非差別連接,並行運行,可以通過 一個交換機同時建立多個節點, 但不會影響每個節點之間的通信能 力。ATM 還容許在源節點和目標節點之間的通信能力。ATM 采用 統計時分電路進行複用,因而能大大提高通道利用率。ATM 的帶 寬可以達到 25M、155M、622M 甚至數 G 比特傳送能力。

 

事實上, 從應用的角度劃分, 交換機又可分為電話交換機 (PBX) 和數據交換機(Switch)。當然,目前非常時髦的在數據上的語音 傳輸 VoIP 又有人稱之為“軟交換機”。

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