解讀交換機設備的重要技術參數(shù)
下面我將對交換機的重要技術參數(shù)作一一介紹,，方便網(wǎng)友在選購交換機時比較不同廠商的不同產(chǎn)品,。每一個參數(shù)都影響到交換機的性能、功能和不同集成特性,。
一,、基本參數(shù)
1、轉發(fā)技術：交換機采用直通轉發(fā)技術或存儲轉發(fā)技術,？
2,、延時：交換機數(shù)據(jù)交換延時多少？
3,、管理功能：交換機提供給擁護多少可管理功能,？
4、單/多MAC地址類型：每個端口是單MAC地址,，還是多MAC地址,？
5、外接監(jiān)視支持：交換機是否允許外接監(jiān)視工具管理端口,、電路或交換機所有流量,？
6、擴展樹：交換機是否提供擴展樹算法或其他算法,，檢測并限制拓撲環(huán)?
7,、全雙工：交換機是否允許端口同時收/發(fā)，全雙工通訊,？
8,、高速端口集成：交換機是否提供高速端口連接關鍵業(yè)務服務器或上行主干？
下面逐項討論各項參數(shù)：
(1) 轉發(fā)技術：（Forwarding Technologies）
轉發(fā)技術是指交換機所采用的用于決定如何轉發(fā)數(shù)據(jù)包的轉發(fā)機制,。各種轉發(fā)技術各有優(yōu)缺點,。
直通轉發(fā)技術：（Cut-through）
交換機一旦解讀到數(shù)據(jù)包目的地址，就開始向目的端口發(fā)送數(shù)據(jù)包。通常,，交換機在接收到數(shù)據(jù)包的前6個字節(jié)時,，就已經(jīng)知道目的地址，從而可以決定向哪個端口轉發(fā)這個數(shù)據(jù)包,。直通轉發(fā)技術的優(yōu)點是轉發(fā)速率快,、減少延時和提高整體吞吐率。其缺點是交換機在沒有*接收并檢查數(shù)據(jù)包的正確性之前就已經(jīng)開始了數(shù)據(jù)轉發(fā),。這樣,，在通訊質量不高的環(huán)境下，交換機會轉發(fā)所有的完整數(shù)據(jù)包和錯誤數(shù)據(jù)包,，這實際上是給整個交換網(wǎng)絡帶來了許多垃圾通訊包,，交換機會被誤解為發(fā)生了廣播風暴?？傊?，直通轉發(fā)技術適用與網(wǎng)絡鏈路質量較好、錯誤數(shù)據(jù)包較少的網(wǎng)絡環(huán)境,。
存儲轉發(fā)技術：（Store-and-Forward）
存儲轉發(fā)技術要求交換機在接收到全部數(shù)據(jù)包后再決定如何轉發(fā),。這樣一來，交換機可以在轉發(fā)之前檢查數(shù)據(jù)包完整性和正確性,。其優(yōu)點是：沒有殘缺數(shù)據(jù)包轉發(fā),，減少了潛在的不必要數(shù)據(jù)轉發(fā)。其缺點是：轉發(fā)速率比直接轉發(fā)技術慢,。所以,，存儲轉發(fā)技術比較適應與普通鏈路質量的網(wǎng)絡環(huán)境。
碰撞逃避轉發(fā)技術：（Collision-avoidance）
某些廠商（3Com）的交換機還提供這種廠商特定的轉發(fā)技術,。碰撞逃避轉發(fā)技術通過減少網(wǎng)絡錯誤繁殖,，在高轉發(fā)速率和高正確率之間選擇了一條折衷的解決辦法。
(2) 延時：（Latency）
交換機延時是指從交換機接收到數(shù)據(jù)包到開始向目的端口復制數(shù)據(jù)包之間的時間間隔,。有許多因素會影響延時大小,，比如轉發(fā)技術等等。采用直通轉發(fā)技術的交換機有固定的延時,。因為直通式交換機不管數(shù)據(jù)包的整體大小,，而只根據(jù)目的地址來決定轉發(fā)方向。所以,，它的延時是固定的,，取決于交換機解讀數(shù)據(jù)包前6個字節(jié)中目的地址的解讀速率。采用存儲轉發(fā)技術的交換機由于必須要接收完了完整的數(shù)據(jù)包才開始轉發(fā)數(shù)據(jù)包,，所以它的延時與數(shù)據(jù)包大小有關,。數(shù)據(jù)包大,，則延時大；數(shù)據(jù)包小,，則延時小,。
(3) 管理功能：（Management）
交換機的管理功能是指交換機如何控制用戶訪問交換機，以及用戶對交換機的可視程度如何,。通常，交換機廠商都提供管理軟件或滿足第三方管理軟件遠程管理交換機,。一般的交換機滿足SNMP MIB I / MIB II統(tǒng)計管理功能,。而復雜一些的交換機會增加通過內(nèi)置RMON組（mini-RMON）來支持RMON主動監(jiān)視功能。有的交換機還允許外接RMON探監(jiān)視可選端口的網(wǎng)絡狀況,。
(4) 單/多MAC地址類型：（Single- versus Multi-MAC）
單MAC交換機的每個端口只有一個MAC硬件地址,。多MAC交換機的每個端口捆綁有多個MAC硬件地址。單MAC交換機主要設計用于連接zui終用戶,、網(wǎng)絡共享資源或非橋接路由器,。它們不能用于連接集線器或含有多個網(wǎng)絡設備的網(wǎng)段。多MAC交換機在每個端口有足夠存儲體記憶多個硬件地址,。多MAC交換機的每個端口可以看作是一個集線器,，而多MAC交換機可以看作是集線器的集線器。每個廠商的交換機的存儲體Buffer的容量大小各不相同,。這個Buffer容量的大小限制了這個交換機所能夠提供的交換地址容量,。一旦超過了這個地址容量，有的交換機將丟棄其它地址數(shù)據(jù)包,，有的交換機則將數(shù)據(jù)包復制到各個端口不作交換,。
(5) 外接監(jiān)視支持：（Extendal Monitoring）
一些交換機廠商提供監(jiān)視端口（monitoring port），允許外接網(wǎng)絡分析儀直接連接到交換機上監(jiān)視網(wǎng)絡狀況,。但各個廠商的實現(xiàn)方法各不相同,。
(6) 擴展樹：（Spanning Tree）
由于交換機實際上是多端口的透明橋接設備，所以交換機也有橋接設備的固有問題-拓撲環(huán)問題（Topology Loops）,。當某個網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包通過某個橋接設備傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)段,，而返回的數(shù)據(jù)包通過另一個橋接設備返回源地址。這個現(xiàn)象就叫拓撲環(huán),。一般,，交換機采用擴展樹協(xié)議算法讓網(wǎng)絡中的每一個橋接設備相互知道，自動防止拓撲環(huán)現(xiàn)象,。交換機通過將檢測到的拓撲環(huán)中的某個端口斷開,，達到消除拓撲環(huán)的目的，維持網(wǎng)絡中的拓撲樹的完整性,。在網(wǎng)絡設計中,，拓撲環(huán)常被推薦用于關鍵數(shù)據(jù)鏈路的冗余備份鏈路選擇,。所以，帶有擴展樹協(xié)議支持的交換機可以用于連接網(wǎng)絡中關鍵資源的交換冗余,。
(7) 全雙工：（Full Duplex）
全雙工端口可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù),，但這要交換機和所連接的設備都支持全雙工工作方式。具有全雙工功能的交換機具有以下優(yōu)點：
1,、高吞吐量（Throughput）：兩倍于單工模式通信吞吐量,。
2、避免碰撞（Collision Avoidance）：沒有發(fā)送/接收碰撞,。
3,、突破長度限制（Improved Distance Limitation）：由于沒有碰撞，所以不受CSMA/CD鏈路長度的限制,。通信鏈路的長度限制只與物理介質有關,。
現(xiàn)在支持全雙工通信的協(xié)議有：快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)和ATM,。
(8) 高速端口集成：（High-Speed Intergration）
交換機可以提供高帶寬管道（固定端口,、可選模塊或多鏈路隧道）滿足交換機的交換流量與上級主干的交換需求。防止出現(xiàn)主干通信瓶頸,。常見的高速端口有：
FDDI：應用較早,，范圍廣。但有協(xié)議轉換花費,。
Fast Ethernet / Gigabit Ethernet：連接方便,，協(xié)議轉換費用少；但受到網(wǎng)絡規(guī)模限制,。
ATM：可提供高速交換端口,；但協(xié)議轉換費用大。
二,、ATM交換（ATM Switch）
隨著ATM交換技術的發(fā)展,，現(xiàn)在企業(yè)網(wǎng)絡中越來越多在高速網(wǎng)絡主干或邊緣網(wǎng)絡采用ATM交換技術。根據(jù)現(xiàn)有企業(yè)計算的發(fā)展要求,，適應數(shù)據(jù)網(wǎng)絡交換的技術趨勢,，我們有必要了解ATM。ATM的數(shù)據(jù)交換由一個一個固定長度的ATM信元組成,。每個ATM信元都是53字節(jié)長（5個字節(jié)長的信頭和48字節(jié)長的信體）,。信頭包括虛擬通路（VP）和虛擬電路（VC）標識等地址信息。ATM根據(jù)VP和VC來確定信元的發(fā)送源地址和接收目的地址,。
ATM交換機中的連接分為*虛擬電路（PVC）和交換虛擬電路（SVC）兩種,。PVC是在源地址與目的地址之間的*性硬件電路連接。SVC是根據(jù)實時交換要求建立的臨時交換電路連接,。兩者的zui大區(qū)別是：PVC不論是否有數(shù)據(jù)傳輸,，它都保持連接,；而SVC在數(shù)據(jù)傳輸完成后就自動斷開。兩者的應用區(qū)別是：在通常的ATM交換中,，有一些PVC用于保持信號和管理信息通 訊,，保持*連接；而SVC主要用于大量的具體數(shù)據(jù)的傳輸,。
ATM交換另一個特點是：ATM本身就是全雙工的,。發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)在不同虛擬電路中同時進行，保持雙向高速通訊,。為了滿足以太網(wǎng)幀（Frames）與ATM信元（Cells）的相互通訊要求,，ATM協(xié)議標準規(guī)定了針對數(shù)據(jù)應用的ATM適配層（ATM Adaption Layer），它工作在幀交換和信元交換之間,，將以太幀的邏輯電路層的地址信息對應得轉換為虛擬電路VC,、虛擬通路VP地址信息,，完成幀-信元轉換和信元-幀轉換工作,。
ATM交換的廣泛應用，也給交換網(wǎng)絡的網(wǎng)絡監(jiān)視和管理帶來了新的挑戰(zhàn),。
三,、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）
交換技術的發(fā)展，也加快了新的交換技術（VLAN）的應用速度,。通過將企業(yè)網(wǎng)絡劃分為虛擬網(wǎng)絡VLAN網(wǎng)段,，可以強化網(wǎng)絡管理和網(wǎng)絡安全，控制不必要的數(shù)據(jù)廣播,。在共享網(wǎng)絡中,，一個物理的網(wǎng)段就是一個廣播域。而在交換網(wǎng)絡中,，廣播域可以是有一組任意選定的第二層網(wǎng)絡地址（MAC地址）組成的虛擬網(wǎng)段,。這樣，網(wǎng)絡中工作組的劃分可以突破共享網(wǎng)絡中的地理位置限制,，而*根據(jù)管理功能來劃分,。這種基于工作流的分組模式，大大提高了網(wǎng)絡規(guī)劃和重組的管理功能,。
在同一個VLAN中的工作站,，不論它們實際與哪個交換機連接，它們之間的通訊就好象在獨立的集線器上一樣,。同一個VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽到,，而不會傳輸?shù)狡渌?VLAN中去，這樣可以很好的控制不必要的廣播風暴的產(chǎn)生,。同時,，若沒有路由的話,，不同VLAN之間不能相互通訊，這樣增加了企業(yè)網(wǎng)絡中不同部門之間的安全性,。網(wǎng)絡管理員可以通過配置VLAN之間的路由來全面管理企業(yè)內(nèi)部不同管理單元之間的信息互訪,。交換機是根據(jù)用戶工作站的MAC地址來劃分VLAN的。所以,，用戶可以自由的在企業(yè)網(wǎng)絡中移動辦公,，不論他在何處接入交換網(wǎng)絡，他都可以與VLAN內(nèi)其他用戶自如通訊,。
VLAN可以是有混合的網(wǎng)絡類型設備組成,，比如：10M以太網(wǎng)、100 M以太網(wǎng),、令牌網(wǎng),、FDDI、CDDI等等,，可以是工作站,、服務器、集線器,、網(wǎng)絡上行主干等等,。
VLAN的管理需要比較復雜的專門軟件，它通過對用戶,、MAC地址,、交換機端口號、VLAN號等管理對象的綜合管理,，來滿足整個網(wǎng)絡的VLAN劃分,、監(jiān)視等功能，以及其他擴展管理功能?，F(xiàn)在比較通用的VLAN的劃分方法是基于MAC地址,。但也有一些廠商的交換機提供更多的VLAN劃分方法：MAC地址、協(xié)議地址,、交換機端口,、網(wǎng)絡應用類型和用戶權限等等。
用戶在選擇交換機的同時,，應當仔細考察選購的交換機的VLAN功能,，根據(jù)自己企業(yè)的實際需要，選擇滿足要求而且管理方便的交換機,。同時,，應當特別注意現(xiàn)在不同廠商的交換機的VLAN之間大多數(shù)是不兼容的。
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