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1、根据交换机使用的网络传输介质及传输速度的不同我们一般可以将局域网交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆（G位）以太网交换机、10千兆（10G位）以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。 1、以太网交换机 首先要说明的一点是，这里所指的“以太网交换机”是指带宽在100Mbps以下的以太网所用交换机。 以太网交换机是最普遍和便宜的，它的档次比较齐全，应用领域也非常广泛，在大大小小的局域网都可以见到它们的踪影。以太网包括三种网络接口：RJ45、BNC和AUI，所用的传输介质分别为：双绞线、细同轴电缆和粗同轴电缆。不要以为一讲以太网就都是RJ45接口的，只不过双绞线类型的R

2、J45接口在网络设备中非常普遍而已。当然现在的交换机通常不可能全是BNC或AUI接口的，因为目前采用同轴电缆作为传输介质的网络现在已经很少见了，而一般是在RJ45接口的基础上为了兼顾同轴电缆介质的网络连接，配上BNC或AUI接口。 2、快速以太网交换机 这种交换机是用于100Mbps快速以太网。快速以太网是一种在普通双绞线或者光纤上实现100Mbps传输带宽的网络技术。要注意的是，一讲到快速以太网就认为全都是纯正100Mps带宽的端口，事实上目前基本上还是10100Mbps自适应型的为主。同样一般来说这种快速以太网交换机通常所采用的介质也是双绞线，有的快速以太网交换机为了兼顾与其它光传输介质的

3、网络互联，或许会留有少数的光纤接口“SC”。 3、千兆以太网交换机 千兆以太网交换机是用于目前较新的一种网络千兆以太网中，也有人把这种网络称之为“吉比特（GB）以太网”，那是因为它的带宽可以达到1000Mbps。它一般用于一个大型网络的骨干网段，所采用的传输介质有光纤、双绞线两种，对应的接口为“SC”和“RJ45”接口两种。 4、10千兆以太网交换机 10千兆以太网交换机主要是为了适应当今10千兆以太网络的接入，它一般是用于骨干网段上，采用的传输介质为光纤，其接口方式也就相应为光纤接口。同样这种交换机也称之为“10G以太网交换机”。 5、ATM交换机 ATM交换机是用于ATM网络的交换机产品。

4、ATM网络由于其独特的技术特性，现在还只用于电信、邮政网的主干网段，因此其交换机产品在市场上很少看到。比在ADSL宽带接入方式中如果采用PPPoA协议的话，在局端（NSP端）就需要配置ATM交换机，有线电视的Cable Modem互联网接入法在局端也采用ATM交换机。它的传输介质一般采用光纤，接口类型同样一般有两种：以太网RJ45接口和光纤接口，这两种接口适合与不同类型的网络互联。相对于物美价廉的以太网交换机而言，ATM交换机的价格比较高，在普通局域网中应用很少。6、FDDI交换机 FDDI技术是在快速以太网技术还没有开发出来之前开发的，它主要是为了解决当时10Mbps以太网和16Mbps令牌

5、网速度的局限，它的传输速度可达到100Mbps。但它当时是采用光纤作为传输介质的，比以双绞线为传输介质的网络成本高许多，所以随着快速以太网技术的成功开发，FDDI技术也就失去了它应有的市场。正因如此，FDDI设备，如FDDI交换机也就比较少见了，FDDI交换机是用于老式中、小型企业的快速数据交换网络中的，它的接口形式都为光纤接口。 7、令牌环交换机 主流局域网中曾经有一种被称为“令牌环网”的网络。它是由IBM在20世纪70年代开发主，在老式的令牌环网中，数据传输率为4Mbit/s或16Mbit/s，新型的快速令牌环网速度可达100Mbit/s，目前已经标准化了。令牌环网的传输方法在物理上采用星

6、形拓扑结构，在逻辑上采用环形拓扑结构。与之相匹配的交换机产品就是令牌环交换机。由于令牌环网逐渐失去了市场，相应的纯令牌环交换机产品也非常少见。但是在一些交换机中仍留有一些BNC或AUI接口，以方便令牌环网进行连接。交换机类型3根据交换机所应用的网络层次，我们又可以将网络交换机划分为可分为企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机五种。1、企业级交换机 企业级交换机属于一类高端交换机，一般采用模块化的结构，可作为企业网络骨干构建高速局域网，所以它通常用于企业网络的最顶层。 企业级交换机可以提供用户化定制、优先级队列服务和网络安全控制，并能很快适应数据增长和改变的需要，从

7、而满足用户的需求。对于有更多需求的网络，企业级交换机不仅能传送海量数据和控制信息，更具有硬件冗余和软件可伸缩性特点，保证网络的可靠运行。这种交换机从它所处的位置可以清楚地看出它自身的要求非同一般，起码在带宽、传输速率以背板容量上要比一般交换机要高出许多，所以企业级交换机一般都是千兆以上以太网交换机。企业级交换机所采用的端口一般都为光纤接口，这主要是为了保证交换机高的传输速率。那么什么样的交换机可以称之为企业级交换机呢？其实还没有一个明确的标准，只是现在通常这么认为，如果是作为企业的骨干交换机时，能支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机。 企业交换机还可以接入一个大底盘。这个底

8、盘产品通常支持许多不同类型的组件，比如快速以太网和以大网中继器、FDDI集中器、令牌环MAU和路由器。企业交换机在建设企业级别的网络时非常有用，尤其是对需要支持一些网络技术和以前的系统。基于底盘设备通常有非常强大的管理特征，因此非常适合于企业网络的环境。2、校园网交换机 校园网交换机，这种交换机应用相对较少，主要应用于较大型网络，且一般作为网络的骨干交换机。这种交换机具有快速数据交换能力和全双工能力，可提供容错等智能特性，还支持扩充选项及第三层交换中的虚拟局域网（VLAN）等多种功能。 这种交换机通常用于分散的校园网而得名，其实它不一定要应用校园网络中，只表示它主要应用于物理距离分散的较大型网

9、络中。因为校园网比较分散，传输距离比较长，所以在骨干网段上，这类交换机通常采用光纤或者同轴电缆作为传输介质，交换机当然也就需提供SC光纤口和BNC或者AUI同轴电缆接口。3、部门级交换机 部门级交换机是面向部门级网络使用的交换机。这类交换机可以是固定配置，也可以是模块配置，一般除了常用的RJ45双绞线接口外，还带有光纤接口。部门级交换机一般具有较为突出的智能型特点，支持基于端口的VLAN（虚拟局域网），可实现端口管理，可任意采用全双工或半双工传输模式，可对流量进行控制，有网络管理的功能，可通过PC机的串口或经过网络对交换机进行配置、监控和测试。如果作为骨干交换机，则一般认为支持300个信息点以

10、下中型企业的交换机为部门级交换机。4、工作组交换机 工作组交换机是传统集线器的理想替代产品，一般为固定配置，配有一定数目的10BaseT或100BaseTX以太网口。交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发，这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与集线器不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。 工作组交换机一般没有网络管理的功能，如果是作为骨干交换机则一般认为支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。5、桌面型交换机 桌面型交换机，这是最常见的一种最低档交换机，它区别于其他交换机的一个特点是支持的每端口MAC地址

11、很少，通常端口数也较少（12口以内，但不是绝对），只具备最基本的交换机特性，当然价格也是最便宜的。 这类交换机虽然在整个交换机中属最低档的，但是相比集线器来说它还是具有交换机的通用优越性，况且有许多应用环境也只需这些基本的性能，所以它的应用还是相当广泛的。它主要应用于小型企业或中型以上企业办公桌面。在传输速度上，目前桌面型交换机大都提供多个具有10100Mbps自适应能力的端口。交换机类型4如果按交换机的端口结构来分，交换机大致可分为：固定端口交换机和模块化交换机两种不同的结构。其实还有一种是两者兼顾，那就是在提供基本固定端口的基础之上再配备一定的扩展插槽或模块。1、固定端口交换机 固定端口顾

12、名思义就是它所带有的端口是固定的，如果是8端口的，就只能有8个端口，再不能添加。16个端口也就只能有16个端口，不能再扩展。目前这种固定端口的交换机比较常见，端口数量没有明确的规定，一般的端口标准是8端口、16端口和24端口。非标准的端口数主要有：4端口，5端口、10端口、12端口、20端口、22端口和32端口等。 固定端口交换机虽然相对来说价格便宜一些，但由于它只能提供有限的端口和固定类型的接口，因此，无论从可连接的用户数量上，还是从可使用的传输介质上来讲都具有一定的局限性，但这种交换机在工作组中应用较多，一般适用于小型网络、桌面交换环境。 固定端口交换机因其安装架构又分为桌面式交换机和机架

13、式交换机。与集线器相同，机架式交换机更易于管理，更适用于较大规模的网络，它的结构尽寸要符合19英寸国际标准，它是用来与其它交换设备或者是路由器、服务器等集中安装在一个机柜中。而桌面式交换机，由于只能提供少量端口且不能安装于机柜内，所以，通常只用于小型网络。2、模块化交换机 模块化交换机虽然在价格上要贵很多，但拥有更大的灵活性和可扩充性，用户可任意选择不同数量、不同速率和不同接口类型的模块，以适应千变万化的网络需求。而且，模块化交换机大都有很强的容错能力，支持交换模块的冗余备份，并且往往拥有可热插拔的双电源，以保证交换机的电力供应。在选择交换机时，应按照需要和经费综合考虑选择模块化或固定方式。一

14、般来说，企业级交换机应考虑其扩充性、兼容性和排错性，因此，应当选用模块化交换机；而骨干交换机和工作组交换机则由于任务较为单一，故可采用简单明了的固定式交换机。交换机类型5我们知道网络设备都是对应工作在OSIRM（OSI参考模型）这一开放模型的一定层次上，工作的层次越高，说明其设备的技术性越高，性能也越好，档次也就越高。交换机也一样，随着交换技术的发展，交换机由原来工作在OSIRM的第二层，发展到现在有可以工作在第四的交换机出现，所以根据工作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。1、第二层交换机 第二层交换机是对应于OSIRM的第二协议层来定义的，因为它只能工作在OSIRM

15、开放体系模型的第二层数据链路层。第二层交换机依赖于链路层中的信息（如MAC地址）完成不同端口数据间的线速交换，主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及数据流控制。这是最原始的交换技术产品，目前桌面型交换机一般是属于这类型，因为桌面型的交换机一般来说所承担的工作复杂性不是很强，又处于网络的最基层，所以也就只需要提供最基本的数据链接功能即可。目前第二层交换机应用最为普遍（主要是价格便宜，功能符合中、小企业实际应用需求），一般应用于小型企业或中型以上企业网络的桌面层次。2、第三层交换机 第三层同样是对应于OSIRM开放体系模型的第三层网络层来定义的，也就是说这类交换机可以工作在网络层，它比第二层交

16、换机更加高档，功能更加强。第三层交换机因为工作于OSIRM模型的网络层，所以它具有路由功能，它是将IP地址信息提供给网络路径选择，并实现不同网段间数据的线速交换。当网络规模较大时，可以根据特殊应用需求划分为小面独立的VLAN网段，以减小广播所造成的影响时。通常这类交换机是采用模块化结构，以适应灵活配置的需要。在大中型网络中，第三层交换机已经成为基本配置设备。3、第四层交换机 第四层交换机是采用第四层交换技术而开发出来的交换机产品，当然它工作于OSIRM模型的第四层，即传输层，直接面对具体应用。第四层交换机支持的协议是各种各样的，如HTTP，FTP、Telnet、SSL等。在第四层交换中为每个供

17、搜寻使用的服务器组设立虚IP地址（VIP），每组服务器支持某种应用。在域名服务器（DNS）中存储的每个应用服务器地址是VIP，而不是真实的服务器地址。当某用户申请应用时，一个带有目标服务器组的VIP连接请求（例如一个TCPSYN包）发给服务器交换机。服务器交换机在组中选取最好的服务器，将终端地址中的VIP用实际服务器的IP取代，并将连接请求传给服务器。这样，同一区间所有的包由服务器交换机进行映射，在用户和同一服务器间进行传输。 第四层交换技术相对原来的第二层、第三层交换技术具有明显的优点，从操作方面来看，第四层交换是稳固的，因为它将包控制在从源端到宿端的区间中。另一方面，路由器或第三层交换，只

18、针对单一的包进行处理，不清楚上一个包从哪来、也不知道下一个包的情况。它们只是检测包报头中的TCP端口数字，根据应用建立优先级队列，路由器根据链路和网络可用的节点决定包的路由；而第四层交换机则是在可用的服务器和性能基础上先确定区间。交换机类型6如果按交换机是否支持网络管理功能，我们可以将交换机又可大分为“网管型”和“非网管理型”两大类。网管型交换机的任务就是使所有的网络资源处于良好的状态。网管型交换机产品提供了基于终端控制口（Console）、基于Web页面以及支持Telnet远程登录网络等多种网络管理方式。因此网络管理人员可以对该交换机的工作状态、网络运行状况进行本地或远程的实时监控，纵观全局

19、地管理所有交换端口的工作状态和工作模式。网管型交换机支持SNMP协议，SNMP协议由一整套简单的网络通信规范组成，可以完成所有基本的网络管理任务，对网络资源的需求量少，具备一些安全机制。SNMP协议的工作机制非常简单，主要通过各种不同类型的消息，即PDU（协议数据单位）实现网络信息的交换。但是网管型交换机相对下面所介绍的非网管型交换机来说要贵许多。网管型交换机采用嵌入式远程监视（RMON）标准用于跟踪流量和会话，对决定网络中的瓶颈和阻塞点是很有效的。软件代理支持4个RMON组（历史、统计数字、警报和事件），从而增强了流量管理、监视和分析。统计数字是一般网络流量统计；历史是一定时间间隔内网络流量

20、统计；警报可以在预设的网络参数极限值被超过时进行报警；时间代表管理事件。还有网管型交换机提供基于策略的QoS（Quality of service）。策略是指控制交换机行为的规则，网络管理员利用策略为应用流分配带宽、优先级以及控制网络访问，其重点是满足服务水平协议所需的带宽管理策略及向交换机发布策略的方式。在交换机的每个端口处用来表示端口状态、半双工全双工和10BaseT100BaseT的多功能发光二极管（LED）以及表示系统、冗余电源（RPS）和带宽利用率的交换级状态LED形成了全面、方便的可视管理系统。目前大多数部门级以下的交换机多数都是非网管型的，只有企业级及少数部门级的交换机支持网管功

21、能。交换机工作原理交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。我们以前介绍过的HUB集线器就是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方

22、式就是共享网络带宽。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，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照MAC地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。交换机在同一时刻可进行多个端口对之间

23、的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于210Mbps20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。总之，交换机是一种基于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“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直

24、接由源地址到达目的地址。从广义上来看，交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。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机及网络打印机等。从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式（插槽数较少），也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式（功能较为简单）。另一方面，从应用的规模来看，

25、作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。本文所介绍的交换机指的是局域网交换机。 2.网络交换机的功能 交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（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。学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，

26、它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。 消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口，用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用

27、户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量。交换机的交换方式1、直通式（Cut Through）： 当输入端口检测到一个数据包时，就检查该包的包头，根据包内的目的地址把数据包直通到相应端口。 优点：这种方式不需要等数据包接收完就开始转发，交换速度快，延迟非常小。 缺点：不提供错误检测服务，有可能将出错的数据包转发出去。也不提供缓存，不能将速率不同的端口直接接通，而且容易丢包。 2、存储转发式（Store and Forward）： 这种方式先将数据包完整的接收下来，经过CRC检查，如果数据包没有错误，再根据地址进行转发。提供错误检测服务，改善了网络性能。支持速度不同的端口的转发服务，可以保证高

28、速端口与低速端口间协同工作。传输延时较大，而且需要较大的缓存容量。 3、无碎片转发（Fragment Free）： 它检查数据包的长度是否够64个字节，若小于64字节，说明是废包，进行丢弃，若大于64字节，则发送该包。 这种方式可保证碰撞碎片不在网络中传播，提高了网络效率，它的数据处理速度介于直通式和存储转发式之间交换机主要技术参数1、转发技术：交换机采用直通转发技术或存储转发技术？ 2、延时：交换机数据交换延时多少？ 3、管理功能：交换机提供给拥护多少可管理功能？ 4、单/多MAC地址类型：每个端口是单MAC地址，还是多MAC地址？ 5、外接监视支持：交换机是否允许外接监视工具管理端口、电路或交换机所有流量？ 6、扩展树：交换机是否提供扩展树算法或其他算法，检测并限制拓扑环? 7、全双工：交换机是否允许端口同时收/发，全双工通讯？ 8、高速端口集成：交换机是否提供高速端口连接关键业务服务器或上行主干？9、端口类型10、堆叠：是通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一台交换机的“UP”堆叠端口直接连接到另一台交换机的“DOWN”堆叠端口，以实现单台交换机端口数的扩充。11、传输速率12、包转发率13、背板带宽交换机3种互连方式：级联、堆叠、集群。