什么是交换机的POE 功能Word格式.docx

1、而当它被用来描述数据网络第三层的设备时，又指的是一个路由设备。我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备，它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。由此可见，交换机内部核心处应该有一个交换矩阵，为任意两端口间的通信提供通路，或是一个快速交换总线，以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。在实际设备中，交换矩阵的功能往往由专门的芯片（）完成。另外，以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设，即交换核心的速度非常之快，以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞，换句话说，交换的能力相对于所传信息量而无穷大（与此相反，交换机在设计上的思路是，认为交换的

2、能力相对所传信息量而言有限）。虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来，但毕竟交换有其更丰富的特性，使之不但是获得更多带宽的最好途径，而且还使网络更易管理。而路由器是协议模型的网络层中的分组交换设备（或网络层中继设备），路由器的基本功能是把数据（报文）传送到正确的网络，包括：1.数据报的转发，包括数据报的寻径和传送；2.子网隔离，抑制广播风暴；3.维护路由表，并与其他路由器交换路由信息，这是报文转发的基础。4.数据报的差错处理及简单的拥塞控制；5.实现对数据报的过滤和记帐。对于不同地规模的网络，路由器的作用的侧重点有所不同。在主干网上，路由器的主要作用是路由选择。主干网上的路由器，必须知

3、道到达所有下层网络的路径。这需要维护庞大的路由表，并对连接状态的变化作出尽可能迅速的反应。路由器的故障将会导致严重的信息传输问题。在地区网中，路由器的主要作用是网络连接和路由选择，即连接下层各个基层网络单位园区网，同时负责下层网络之间的数据转发。在园区网内部，路由器的主要作用是分隔子网。早期的互连网基层单位是局域网（），其中所有主机处于同一逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大，局域网演变成以高速主干和路由器连接的多个子网所组成的园区网。在其中，处个子网在逻辑上独立，而路由器就是唯一能够分隔它们的设备，它负责子网间的报文转发和广播隔离，在边界上的路由器则负责与上层网络的连接。3第二层交换机和路由器

4、的区别 传统交换机从网桥发展而来，属于第二层即数据链路层设备。它根据地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于第三层即网络层设备，它根据地址进行寻址，通过路由表路由协议产生。交换机最大的好处是快速，由于交换机只须识别帧中地址，直接根据地址产生选择转发端口算法简单，便于实现，因此转发速度极高。但交换机的工作机制也带来一些问题。1.回路：根据交换机地址学习和站表建立算法，交换机之间不允许存在回路。一旦存在回路，必须启动生成树算法，阻塞掉产生回路的端口。而路由器的路由协议没有这个问题，路由器之间可以有多条通路来平衡负载，提高可靠性。2.负载集中：交换机之间只能有一条通路

5、，使得信息集中在一条通信链路上，不能进行动态分配，以平衡负载。而路由器的路由协议算法可以避免这一点，路由协议算法不但能产生多条路由，而且能为不同的网络应用选择各自不同的最佳路由。3.广播控制：交换机只能缩小冲突域，而不能缩小广播域。整个交换式网络就是一个大的广播域，广播报文散到整个交换式网络。而路由器可以隔离广播域，广播报文不能通过路由器继续进行广播。4.子网划分：交换机只能识别地址。地址是物理地址，而且采用平坦的地址结构，因此不能根据地址来划分子网。而路由器识别地址，地址由网络管理员分配，是逻辑地址且地址具有层次结构，被划分成网络号和主机号，可以非常方便地用于划分子网，路由器的主要功能就是用

6、于连接不同的网络。5.保密问题：虽说交换机也可以根据帧的源地址、目的地址和其他帧中内容对帧实施过滤，但路由器根据报文的源地址、目的地址、端口地址等内容对报文实施过滤，更加直观方便。6.介质相关：交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间的转换，但这种转换过程比较复杂，不适合实现，势必降低交换机的转发速度。因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议的网络互连，而不会用来在物理介质和链路层协议相差甚元的网络之间进行互连。而路由器则不同，它主要用于不同网络之间互连，因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。路由器在功能上虽然占据了优势，但价格昂贵，报文转发速度低。近几年，交

7、换机为提高性能做了许多改进，其中最突出的改进是虚拟网络和三层交换。划分子网可以缩小广播域，减少广播风暴对网络的影响。路由器每一接口连接一个子网，广播报文不能经过路由器广播出去，连接在路由器不同接口的子网属于不同子网，子网范围由路由器物理划分。对交换机而言，每一个端口对应一个网段，由于子网由若干网段构成，通过对交换机端口的组合，可以逻辑划分子网。广播报文只能在子网内广播，不能扩散到别的子网内，通过合理划分逻辑子网，达到控制广播的目的。由于逻辑子网由交换机端口任意组合，没有物理上的相关性，因此称为虚拟子网，或叫虚拟网。虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文的隔离问题，且虚拟网内网段与其物理位置无关，

8、即相邻网段可以属于不同虚拟网，而相隔甚远的两个网段可能属于不同虚拟网，而相隔甚远的两个网段可能属于同一个虚拟网。不同虚拟网内的终端之间不能相互通信，增强了对网络内数据的访问控制。交换机和路由器是性能和功能的矛盾体，交换机交换速度快，但控制功能弱，路由器控制性能强，但报文转发速度慢。解决这个矛盾的最新技术是三层交换，既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能。4第三层交换机和路由器的区别 在第三层交换技术出现之前，几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来，他们完全是相同的：提供路由功能正在路由器的工作，然而，现在第三层交换机完全能够执行传统路由器的大多数功能。作为网络互连的设备，第三

9、层交换机具有以下特征：1.转发基于第三层地址的业务流；2.完全交换功能；3.可以完成特殊服务，如报文过滤或认证；4.执行或不执行路由处理。第三层交换机与传统路由器相比有如下优点：1.子网间传输带宽可任意分配：传统路由器每个接口连接一个子网，子网通过路由器进行传输的速率被接口的带宽所限制。而三层交换机则不同，它可以把多个端口定义成一个虚拟网，把多个端口组成的虚拟网作为虚拟网接口，该虚拟网内信息可通过组成虚拟网的端口送给三层交换机，由于端口数可任意指定，子网间传输带宽没有限制。2.合理配置信息资源：由于访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别，子网设置单独服务器的意义不大，通过在全局网中设

10、置服务器群不仅节省费用，更可以合理配置信息资源。3.降低成本：通常的网络设计用交换机构成子网，用路由器进行子网间互连。目前采用三层交换机进行网络设计，既可以进行任意虚拟子网划分，又可以通过交换机三层路由功能完成子网间通信，为此节省了价格昂贵的路由器。4.交换机之间连接灵活：作为交换机，它们之间不允许存在回路，作为路由器，又可有多条通路来提高可靠性、平衡负载。三层交换机用生成树算法阻塞造成回路的端口，但进行路由选择时，依然把阻塞掉的通路作为可选路径参与路由选择。5结论 综上所述，交换机一般用于的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于之间的连接，可以解

11、决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广播应用。WAN：广域网（Wide Area Network），简称WAN，是一种跨越大的、地域性的计算机网络的集合。通常跨越省、市，甚至一个国家。广域网包括大大小小不同的子网，子网可以是局域网，也可以是小型的广域网。作用：WAN 接口为宽带广域网接口。用来连接宽带或者广域网的网线。LAN，ADSL：LAN = Lo

12、cal Area Network ,中文翻译是“局域网” ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line 非对称数字用户线路，简单的说，2M的ADSL，你下载的速度可达到2048k/s的理论最大值，但是上传速度一般只有512k/s，再高的下行其上行也只有512k！这是很多人不清楚的地方！LAN是一种网络名字，而ADSL是一种接入方式，严格字面意义上去讲两者没有比较的意义！而电信营业厅所指的“LAN”应该是Ethernet（以太网）接入方式，就是常说的小区宽带。而他说的LAN的淘汰产品我可以负责任的说，那是骗人鬼扯的！ADSL才是要淘汰的产品！ADSL技术是很

13、老的技术了，上行只有0.5M-1M，下行0.5M-8M，而且上下不对称，ADSL最大的好处就是可以用调制解调器直接走电话座机线路，就目前中国民用来说，还有很多小区是没有LAN线路的，如果要架设LAN线路需要很大的资金和投入，但是现在中国居民家家都有电话座机，所以ADSL才有现在的市场！而就形式而言，ADSL迟早是要被LAN取代的！现在的新楼盘都事先接入了LAN，很多电梯公寓甚至光纤到户，而Ethernet技术课题提供100M-1000M的带宽，而且上下线对称，以后的写字间，都是网络+数字电视+可视电话三合一的，只有LAN才能打到这样的数据量，而ADSL只是过渡而已！现在社区宽带的介入所谓端口就

14、是多加一台交换机，仅此而已，只不过光纤带宽是否足够那就不是端口的问题，那是数据流量的问题了。就目前而言，LAN接入的Ethernet技术还未普及，但是在未来，ADSL肯定是要被淘汰的！取而代之的就是LAN接入的Ethernet技术。那个工作人员说的LAN是淘汰的我只能表示鄙视！DHCP：DHCP 是 Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机分配协议）缩写，它的前身是 BOOTP。所谓DHCP就有做个DHCP服务器，给其它的机子自动分配IP的方法。不用人工手动配置的。POE POE （Power Over Ethernet）指的是在现有的以太网Cat.5布

15、线基础架构不作做何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。POE也被称为基于局域网的供电系统（POL, Power over LAN ）或有源以太网（ Active Ethernet），有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。IEEE 802.3af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE 802.3的基

16、础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。IEEE在1999年开始制定该标准，最早参与的厂商有3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel和National Semiconductor。但是，该标准的缺点一直制约着市场的扩大。直到2003年6月，IEEE批准了802. 3af标准，它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。IEEE 802.3af的发展包含了许多公司专家的努力，这也使得该标准可以在各方

17、面得到检验。一个典型的以太网供电系统。在配线柜里保留以太网交换机设备，用一个带电源供电集线器（Midspan HUB）给局域网的双绞线提供电源。在双绞线的末端，该电源用来驱动电话、无线接入点、相机和其他设备。为避免断电，可以选用一个UPS。QoSQoS的英文全称为Quality of Service，中文名为服务质量QoS是网络的一种安全机制, 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比如Web应用，或E-mail设置等。但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。当网络过载或拥塞时，QoS 能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同

18、时保证网络的高效运行。 一些QoS还支持业务控制、流量限速等等IP网络正在逐渐成为基础的通讯平台，越来越多的增值业务，特别是多媒体业务将运行在IP网络上，因此如何在IP网络上保证业务的QoS正在成为新业务开展的关键问题。本文介绍了目前在IP网络上实现QoS的主要架构，并着重阐述了DiffServ这种主流架构的原理以及以Alcatel 7750 SR业务路由器为代表的新一代面向业务设计的网络设备对于QoS的支持能力。关键词：IP；QoS；DiffServ；7750 SR 随着Internet的在全球的高速增长，IP技术渐渐地已成为一种广泛、通用的网络平台。它的经济性、灵活性和支持多业务的能力是原

19、来的电路交换网络所无法比拟的。但是传统的IP技术只能采用尽力而为的（Best Effort）的方式进行包的转发，它只在能力范围内尽可能快地传送，但对吞吐量、延迟、延迟抖动和丢包率没有任何保障，而把传输损失都留给终端系统来处理。这种采用尽力而为的发送模式曾经是合适的，因为大多数基于IP的传统应用（如Telnet, FTP等）可忍受较大的延迟和延迟抖动。但是，情况正在迅速改变。电话、视频、WEB等新型业务正在大量普及；新型多媒体业务需要大量的带宽和严格的时限；而且，因特网用户呈指数级的增加，也会导致更加严重地网络延迟和阻塞。虽然扩大网络节点和链路的容量确实是解决方案的一部分，然而，简单地在发生问题

20、的地方投入带宽是远远不够的，因为因特网上暂时性和突发性的网络阻塞并不能被消除。新一代因特网必须能够向某些应用和用户提供不同级别的保障，实现IP网络的服务质量（QoS）；同时结合SLA（服务等级协议）的执行，向他们提供差分化的服务，IP服务提供商才能真正盈利。IP QoS 模型 目前，IETF为了实现IP上的QoS而定义了许多模型和机制，主要的模型如下：一 相对优先级标记模型（Relative Priority Marking）1 相对标记模型是最早的QoS模型，它的机制是通过终端应用或代理对其数据流设置一个相对的优先级，并对相应的包头进行标记，然后网络节点就会根据包头的标记进行相应的转发处理。

21、这种模型实现起来非常简单，但是颗粒度较粗并且缺少高级QoS处理流程（如Remarking，Policy和Shaping等），无法实现细致多样的QoS保证。目前采用这种模型的技术有IPv4 Precedence（RFC791）。另外还有令牌环优先级（IEEE 802.5）和以太网流量等级（802.1p）也是采用这种架构。二 集成业务模型（Inter-Serv）2 其设计思想是在Best Effort服务模式的基础上定义了一系列的扩展特性，可以为每一个的网络连接提供基于应用的QoS，并且使用信令协议在网络中的每个路由器中创建和维护特定流的状态，以满足相应网络服务的需求。这种体系能够明确区分并保证每

22、一个业务流的服务质量，为网络提供最细粒度化的服务质量区分。但是在IP核心网络中的实施存在问题，因为Inter-Serv的实施要求在每个网络节点为每个流提供相当的计算处理量。这包括端到端的信令和相关信息来区分每个流，跟踪、统计资源占用，策略控制，调度业务流量。随着Inter-Serv流数量的增加，Inter-Serv信令的处理和存储对路由器的资源消耗也在飞速地增加，而且也极大地增加网络管理地复杂性，所以这种模型的可扩展性较差。目前采用这种模型的技术有：MPLS-TE（RSVP），另外较为典型的还有ATM和帧中继。三 差分业务模型（Diff-Serv）3 与作用于每个流的IntServ相比，在Di

23、ffServ体系结构中，业务流被划分成不同的差分服务类（最多64种）。一个业务流的差分服务类由其IP包头中的差分服务标记字段（DiffServ CodePoint，DSCP）来标示。在实施DiffServ的网络中，每一个路由器都会根据数据包的DSCP字段进行相应的转发处理，也就是PHB（Per Hop Behavior）。虽然DiffServ不能对每一个业务流都进行不同服务质量保证。但由于采用了业务流分类技术，也就不需要采用信令协议来在每个路由器上建立和维护流的状态，节省了路由器的资源，因此网络的可扩展性要高的多。另外DiffServ技术不仅能够在纯IP的网络中使用，也能通过DSCP和MPLS

24、标签以及标签头部的EXP字段的映射应用在多协议标签交换技术MPLS的网络中。DiffServ的主要架构分为两层：边缘层与核心层。边缘层完成如下工作：- 流量识别和过滤：当用户流量进入网络的时候，边缘层设备会先对流量进行识别，根据预先定义的规则过滤掉非法的流量，然后再根据数据包中所包含的信息，如源/目的地址、端口号、DSCP等，将流量映射到不同的服务等级。- 流量策略和整形：当用户的业务流量被映射到不同的服务等级之后，边缘层设备会根据和用户所签订的SLA中的QoS参数，如CIR（Commit Information Rate）、PIR（Peak Information Rate），来对流量进行整

25、形，以确保进入网络的流量不会超过SLA中所设定的范围。- 流量的重新标记：经过整形后的流量会由边缘层设备根据其服务等级来设定其数据包中服务等级标记，如IP包头中的DSCP字段或是MPLS包头中的EXP字段等，以便核心层设备进行识别和处理。相对于边缘层，核心层所要完成的工作就简单地多，核心层设备主要是根据预先设定的QoS策略对数据包中的相关的QoS字段进行识别并进行相应的QoS处理。通过这种分层次的结构形成了“智能化边缘简单核心”的QoS网络架构，这种架构不但提高了网络的可扩展性，而且大大提高了QoS处理的灵活性。IP网络设备对DiffServ的实现 由于DiffServ的灵活性和可扩展性，目前

26、几乎所有的IP网络设备都支持DiffServ架构。而在网络设备上支持DiffServ架构一般需要实现如下功能：- 多条件流量区分 多条件流量区分是指根据所接受到的客户流量中包含的不同条件信息和预先定义的区分规则来划分流量的转发等级。区分规则的格式类似于访问控制列表（ACL），每条规则包含不同的匹配条件和相应的转发等级，当客户流量符合某条区分规则的匹配条件时，此流量就被划分为相应的转发等级。这里所指匹配条件可以是物理端口、VLAN、各种IP字段或是各种MAC字段等。- 流量标记和转发等级映射（Forwarding Class） 经过区分规则区分后的流量会被映射到不同的转发等级，DiffServ定

27、义了几种标准的转发等级：- 加速转发等级（Expedited Forwarding Class） 加速转发等级拥有最高的转发优先级，设备必须保证其他转发等级的流量无法影响加速转发等级流量的延时和抖动，因此加速转发等级往往用于网络控制流量和对于抖动敏感的流量如VOIP。- 保证转发等级（Assured Forwarding Class） 保证转发等级非常类似于帧中继的QoS，为业务流量提供了PIR（Peak Information Rate）和CIR（Commit Information Rate）的参数设置。当客户流量小于CIR时，被标示为“in-profile”，而当客户流量超过了CIR，则

28、被标示为“out-profile”。通过这样的区分当网络中发生拥塞的时候，“out-profile”的流量会比“in-profile”的流量先丢弃。- 尽力而为转发等级（Best-Effort Forwarding Class） 尽力而为是最低优先级的转发等级，只有当加速转发等级和保证转发等级的流量转发完之后，才处理尽力而为转发等级流量。当流量的转发等级确定之后，设备会对流量进行相应的标记，以便下游网络设备进行同样的识别和处理，实现统一的QoS策略。DiffServ标准中定义的标记字段分别为IP包头中的DSCP字段和MPLS包头中的EXP字段。- 队列和调度 各个DiffServ等级的转发处理都是通过队列和调度实现的。队列是一个逻辑概念，它实际上是设备高速内存中的一段缓存，遵循“先进先出”的规则。系统中往往有多个队列，以对于多个转发等级，当数据包被确定为某个转发等级之后，就会存储在相应的队列中，然后系统根据不同转发等级和不同的参数设置（PIR、CIR）进行调度。不同的转发等级往往采用不同的调度算法，比如对于加速转发等级采用的是“严格优先级”调度，也就是说加速转发等级队列中的数据包永远都是获得最先调度以保证其最高优先级。而对于保证转发等级则采用权重轮回调度算法，