【交換機知識百科】交換機的分類方法 怎么選購網絡交換機

交換機工作于OSI參考模型的第二層，它有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣，所有的端口都掛接在這條背部總線上。工作時，交換機首先會根據收到數據幀中的源MAC地址建立該地址同交換機端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。然后，交換機將數據幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進行比較，以決定由哪個端口進行轉發。如果數據幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉發。當某個接收端口回應后，交換機會學習新的MAC地址，并把它添加入內部MAC地址表中，從而把網絡“分段”。在今后的通訊中，發往該MAC地址的數據包將僅送往其對應的端口，而不是所有的端口。

交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸，每一端口都可視為獨立的網段，連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節點A向節點D發送數據時，節點B可同時向節點C發送數據，而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。【詳細>>】

1、學習MAC地址

交換機了解每一端口相連設備的MAC地址，并將地址同相應的端口映射起來，并存放在交換機緩存中的MAC地址表中。如果接收到新的端口回應，它可以學習新的MAC地址并記錄好。

2、轉發數據幀

當一個數據幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉發到連接目的節點的端口而不是所有端口。

3、消除回路

當交換機包括一個冗余回路時，以交換機通過生成樹協議避免回路的產生，同時允許存在后備路徑。

4、連接不同網絡

交換機除了能夠連接同種類型的網絡之外，還可以在不同類型的網絡之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速以太網或FDDI等的高速連接端口，用于連接網絡中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關鍵服務器提供附加帶寬。

5、劃分局域網

交換機可以像網橋那樣，將局域網分為多個沖突域，每個沖突域都是有獨立的寬帶，因此大大提高了局域網的帶寬。【詳細>>】

1、根據網絡覆蓋范圍

根據網絡覆蓋范圍可分為局域網交換機和廣域網交換機，廣域網交換機主要是應用于電信城域網互聯、互聯網接入等領域的廣域網中。局域網交換機應用于局域網絡，用于連接終端設備。

2、根據傳輸介質和傳輸速度

根據傳輸介質和傳輸速度可分為以太網交換機、快速以太網交換機、千兆以太網交換機、10千兆以太網交換機、ATM交換機、FDDI交換機和令牌環交換機。

3、根據交換機應用網絡層次

根據交換機應用網絡層次可劃分為企業級交換機、校園網交換機、部門級交換機和工作組交換機、桌機型交換機。

4、根據交換機端口結構

根據交換機端口結構可劃分為固定端口交換機和模塊化交換機。

5、根據工作協議層

根據工作協議層可劃分為第二層交換機、第三層交換機和第四層交換機。二層交換機是對應于OSI／RM的第二協議層來定義的，三層交換機是對應于OSI／RM開放體系模型的第三層來定義的，四層交換機是依據TCP/UDP（第四層）應用端口號來定義的。【詳細>>】

1、直通式

直通方式的以太網交換機可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機。它在輸入端口檢測到一個數據包時，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，啟動內部的動態查找表轉換成相應的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數據包直通到相應的端口，實現交換功能。由于不需要存儲，延遲非常小、交換非常快，這是它的優點。它的缺點是，因為數據包內容并沒有被以太網交換機保存下來，所以無法檢查所傳送的數據包是否有誤，不能提供錯誤檢測能力。由于沒有緩存，不能將具有不同速率的輸入/輸出端口直接接通，而且容易丟包。

2、存儲轉發

存儲轉發方式是計算機網絡領域應用最為廣泛的方式。它把輸入端口的數據包先存儲起來，然后進行CRC（循環冗余碼校驗）檢查，在對錯誤包處理后才取出數據包的目的地址，通過查找表轉換成輸出端口送出包。正因如此，存儲轉發方式在數據處理時延時大，這是它的不足，但是它可以對進入交換機的數據包進行錯誤檢測，有效地改善網絡性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口間的轉換，保持高速端口與低速端口間的協同工作。

3、碎片隔離

這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數據包的長度是否夠64個字節，如果小于64字節，說明是假包，則丟棄該包；如果大于64字節，則發送該包。這種方式也不提供數據校驗。它的數據處理速度比存儲轉發方式快，但比直通式慢。【詳細>>】

（1）工作層次不同

最初的的交換機是工作在OSI/RM開放體系結構的數據鏈路層，也就是第二層，而路由器一開始就設計工作在OSI模型的網絡層。由于交換機工作在OSI的第二層（數據鏈路層），所以它的工作原理比較簡單，而路由器工作在OSI的第三層（網絡層），可以得到更多的協議信息，路由器可以做出更加智能的轉發決策。

（2）數據轉發所依據的對象不同

交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉發數據的目的地址。而路由器則是利用不同網絡的ID號（即IP地址）來確定數據轉發的地址。IP地址是在軟件中實現的，描述的是設備所在的網絡，有時這些第三層的地址也稱為協議地址或者網絡地址。MAC地址通常是硬件自帶的，由網卡生產商來分配的，而且已經固化到了網卡中去，一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網絡管理員或系統自動分配。

（3）傳統的交換機只能分割沖突域，不能分割廣播域，而路由器可以分割廣播域。

由于交換機連接的網段仍屬于同一個廣播域，廣播數據包會在交換機連接的所有網段上傳播，在某些情況下會導致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網段會被分配成不同的廣播域，廣播數據不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。

（4）路由器提供了防火墻的服務

路由器僅僅轉發特定地址的數據包，不傳送不支持路由協議的數據包傳送和未知目標網絡數據包的傳送，從而可以防止廣播風暴。

交換機一般用于LAN-WAN的連接，交換機歸于網橋，是數據鏈路層的設備，有些交換機也可實現第三層的交換。路由器用于WAN-WAN之間的連接，可以解決異性網絡之間轉發分組，作用于網絡層。他們只是從一條線路上接受輸入分組，然后向另一條線路轉發。這兩條線路可能分屬于不同的網絡，并采用不同協議。相比較而言，路由器的功能較交換機要強大，但速度相對也慢，價格昂貴，第三層交換機既有交換機線速轉發報文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以廣泛應用。【詳細>>】

1、看板帶寬

背板帶寬是我們在選購交換機時應該十分注意的一個性能指標，它標志著一個交換機總的吞吐能力。背板帶寬越高，你的交換機負載數據轉發能力就越強，網絡瓶頸就越低。背板帶寬以Gbit/s為單位，從幾Gbit/s到幾百Gbit/s不等，一般來說固定端口交換機背板帶寬較低，而模塊化交換機背板帶寬較高，當然背板帶寬越高的價格也就越貴，消費者可根據實際需求選擇。

2、包轉發率

包轉發率這項指標也是選購交換機不可忽視的，包轉發率以數據包為單位體現了交換機的交換能力，單位是Mpps（百萬包/秒），消費者可根據實際需求選擇。

3、端口速率

端口速率也是衡量交換機性能的一項重要指標，目前低端交換機一般都能夠提供10M、100M速率，高端交換機能夠提供1000M甚至更高。

4、端口密度

端口密度是指一臺交換機所支持的最大端口數量，這也是我們在選購交換機能直接看出來的，目前，市面上的低端固定交換機一般提供幾個到幾十個不等，而企業模塊化化交換機提供的端口會更多。

5、看品牌

大品牌的產品質量往往有保障，售后服務較好，生產工藝技術成熟，價格定位也合理，國家監管也比較嚴格，消費者可根據自己的實際需求，選購合適的交換機產品。【詳細>>】

1、對比法

所謂對比法，就是利用現有的、相同型號的且能夠正常運行的交換機作為參考對象，和故障交換機之間進行對比，從而找出故障點。這種方法簡單有效，尤其是系統配置上的故障，只要簡單地對比一下就能找出配置的不同點，但是有時要找一臺型號相同、配置相同的交換機也不是一件容易的事。

2、排除法

當我們面對故障現象并分析問題時，無意中就已經學會使用排除法來確定發生故障的方向了。這種方法是指依據所觀察到的故障現象，盡可能全面地列舉出所有可能發生的故障，然后逐個分析、排除。在排除時要遵循有簡到繁的原則，提高效率。使用這種方法可以應付各種各樣的故障，但維護人員需要有較強的邏輯思維，對交換機知識有全面深入的了解。

3、替換法

這是我們最常用的方法，也是在維修電腦中使用頻率較高的方法。替換法是指使用正常的交換機部件來替換可能有故障的部件，從而找出故障點的方法。它主要用于硬件故障的診斷，但需要注意的是，替換的部件必須是相同品牌、相同型號的同類交換機才行。【詳細>>】