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交换机选购快速入门

  当今的IT应用领域中,网络正是迅猛的速度在发展着,除了数以千万计的用户成为了网民外,许多的单位和地区都在建设各种规模不同的网络。其中教育领域中“校校通”工程,政府部门的“政务通”,以及许多企业都需要建立内部的网络以实现“办公自动化”和“电子商务”。因此,作为网络建设重要设备,许多的用户都需要选购交换机。

  不过作为较为专业的设备,交换机中涉及到许多的专业知识,许多用户看了资料后可谓是一头雾水。当然在选购时了解专业知识是必要的,但是如果您是初涉此道的话,不妨从以下几点入手,快速入门。
  
  一、认识交换机
  
  什么是交换机?
     
  广义上交换机就是一种在通信领域中完成信息交换功能的设备。而在计算机网络应用中,交换机的定义是:一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以通过学习“MAC”地址,并把其存储在内部的地址表中,通过数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径后,使数据帧直接由原地址到达目的地址。
  
  交换机的特点
  
  从OSI体系结构看,交换机属于OSI第二层数据链路层设备。交换机在网络传输的过程中不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形,而且可以过滤短帧、碎片等。从带宽看,交换机的每个端口都有一条独占的带宽,当两个端口工作时,并不影响其他端口的工作,同时交换机不但可以工作在半双工模式下,还可以工作在全双工模式下。从工作方式看,当交换机工作的时候,只有发出请示的端口和目的端口之间相互响应,而不影响其他端口(即点对点方式)。因此,交换机能够隔离冲突域,并有效地抑制广播风暴的产生。 
  
  交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,当控制电路收到数据包后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC挂接在哪一个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传输到目的端口上,目的端口若不存在,则广播到全部的端口,接收端口回应后交换机便会学习“新的地址”并把它田间到内部地址表中,从而提高了运行的速度。
  
  交换机的分类
  
  根据应用的领域上来说,交换机可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要是应用于电信部门中,是提供通信用的平台,而局域网交换机则应用于局域网络,用于连接终端设备,如:PC机、打印机等。我们在这里主要探讨的是局域网交换机。从交换机的速度上说,可以分为10Mbps、100Mbps、1000Mbps等不同速度的交换机。从应用规模上来分,又可以分为企业级交换机、部门级交换机和工作组级交换机,不过这个分类方式是相对而言的,各个厂商之间划分的标准并不一致。
  
  交换机功能和交换方式简介
  
  作为第二层的设备,交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及数据流量控制。目前随着技术的发展和提高,许多交换机产品还加入虚拟局域网的支持,对链路汇聚的支持,甚至有的还具有防火墙的功能。
  
  交换机除了能够连接同类型的网络之外,还可以在不同类型、不同速度的网络之间起到互联作用,并且为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。
  
  在工作中,交换机有以下的三种交换方式:
  
  Cut through(直通式):直通式的交换方式是输入端口将封装数据包进入交换引擎后,在规定时间那送到背板总线下,再送到目的端口,实现交换功能。由于不需要存储,延迟非常小,交换非常快,这是它的优点。但是由于数据包的内容并没有被交换机保存下来,所以无法检错,也比较容易出现丢包的现象。
  
  Store & Forward(存储转发):存储转发是目前使用的最为广泛的一种交换方式。它是将输入端口的数据包先存储起来,然后再进行循环冗余码检验,对错误包进行处理后才取出数据包的目的地址,然后通过查找表转换成输入输出的发送包。正因如此,这种方式在数据处理时延时比较大,但是由于能够进行错误检测,有效的改善了网络的性能,提高了可靠性和安全性。
  
  Fragment Free(碎片隔离):这是对于前面两种交换方式进行折中的方式。它的数据处理速度比存储转发方式快,但是直通式慢。
  
  交换机的应用范围

  随着网络应用要求的越来越高,目前网络的负荷要求越来越高。作为局域网的主要连接设备,交换机能够解决网络传输碰撞冲突的问题,提高网络的利用效率。
  
  二.交换机的选购
  
  在明白了交换机的一些基本的知识后,下面让我们了解一下交换机的选购。
  
  1.根据网络的应用需求情况,首先确定产品的速度。
  
  作为网络设备,毫无疑问,设备的速度是需要首先考虑的问题。网络设备的速度是用Mbps来表示的。交换机的飞速发展是有目共睹的,短短的几年中,交换机的速度已经从10M、100M提高到现在到现在的1000M,甚至已经有人提出了兆兆交换机的概念。目前10M的交换机已经淡出了市场,1000M交换机一般应用于大型网络的骨干网中,为用户提供高速的主干带宽,而100M交换机将在中小型网络的主干中发挥作用,或者在大型网络中扮演二级交换机的角色。
  
  因此用户应该根据自己实际应用中的需求来进行选择使用100M还是1000M的产品。当然如果用户对应用要求较高,同时经费预算又比较的充裕的话,也可以在中小型网络中使用1000M的交换机产品。目前有一些交换机产品,为了扩展自己的应用范围,适应不同网速的需要,在速度上采取的是自适应的方式。不过这些产品虽说方便,但是有时却会造成浪费。

  不过交换机在网络中绝不是独立存在的,它的速度受到网络连接线的限制,因此在选购交换机时必须考虑到网络布线的总体设计成本。
  
  2. 根据需要连接的设备数量和网络连线,选择设备的端口数和类型。
  
  交换机的另一个重要的技术指标是它的端口数,也就是它可以连接设备数(可以使电脑,也可以是其它网络连接设备)。因此选购时应该根据网络中该台交换机需要连接的设备的数量进行选购。交换机中最常见的设备端口数为8口,16口,24口,48口。而某些厂商针对大型的网络推出的大型交换机甚至已经具有了端口数量达到上百个的产品。而对于哪些端口数较少的产品,也可以采取用多个设备堆叠的方式来扩充其端口数。在确定了设备的端口数后,接下去应该考虑端口的类型。而这只需要根据网络使用的连接介质的类型来选择,各种连接介质使用的端口类型是不同的,不能够互相的兼容。如果选错的话,那设备可就变成一对废铁了。
  
  3. 了解设备的背板带宽情况。
  
  背板带宽也称之为背板吞吐量,是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。交换机的背板带宽越高,数据除了能力也就越强。当然,背板带宽和交换机设备端口数也是成正比的,设备端口数增加,背板带宽也应该随着相应提高。如果两款速度相同(如同为100Mbps),端口数相同的交换机,如果一款的背板带宽小于另一款的话,则说明该款产品的数据处理能力小于另一款。不过背板带宽对产品的价格影响非常的大,在考虑背板带宽的同时还应该考虑产品的价格,照准性能和价格的切合点。
  
  4. 了解交换机的芯片情况。
  
  交换机实际上也是一台计算机,因此同样也CPU。在百兆以上的交换机中,CPU的任务必然十分繁重。对于交换机来说应该是采用专门的ASIC芯片,这种芯片是专门针对百兆或千兆交换机设计的,效率较高。而有些厂商为了降低成本,采用了和普通计算机相同的通用CPU,但是由于这些CPU不是专门为交换机设计的,所以不能够充分的发挥出产品的性能。

  因此用户在选购交换机,尤其是百兆以上、端口数较多的交换机产品时,应该选择哪些采用了ASIC芯片的产品,否则的话,如果多个端口同时工作时,非常容易出现堵塞、丢包的情况。
  
  5.是否采用了三层交换技术。
  
  三层交换技术,也称为多层交换技术或IP交换技术,是相对于传统交换概念而提出的。传统的交换技术是在OSI网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。三层交换技术地出现,解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理地局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

  目前,许多厂商都推出了“三层交换技术”的交换机,对于网络规模不大,不需要使用路由器,但对网络速度又有较高要求的用户,合理的选择采用了“三层交换技术”的产品是非常必要的。
  
  6. 扩展性要充分的考虑。
  
  随着网络应用的不断发展,用户对网络的要求会不断的提高。因此用户在选购时应该充分的考虑到产品的扩展性,以便给以后的升级留下余地。

  考察产品的扩展性关键是考察产品的扩展槽的数量和功能,了解扩展槽可以支持的端口的数量和速度。当然,扩展性的增长也会使产品的价格也随之提高,因此用户应该考虑到自己实际的应用情况,既要避免过小,使以后的扩展受到限制,也要避免选得过大,造成不必要的浪费。
  
  7. 据应用情况,考虑设备的管理功能。
  
  对于交换机来说,管理的功能是非常重要的。一台具有网管功能的交换机能够使用户轻松的掌握网络的动态,在出现故障的时候,排除故障。尤其是一些规模较大的网络,更加应该选择具有网管功能的产品。
  
  交换机的选购是一项相当繁琐的工作,这里也只是初涉皮毛而已,权作抛砖引玉。

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