以太網(wǎng)交換機(jī)還是比較常用的，于是我研究了一下以太網(wǎng)交換機(jī)的選擇和使用，在這里拿出來和大家分享一下，希望對(duì)大家有用。最近在為一家新開的網(wǎng)吧開通路由時(shí)，網(wǎng)吧的管理員跑來問我，網(wǎng)吧里的計(jì)算機(jī)互連選集線器(HUB)好還是選以太網(wǎng)交換機(jī)好，CISCO的以太網(wǎng)交換機(jī)是不是就是最好的了。人常說，只選對(duì)的不選貴的。

但如何選擇就是對(duì)的呢?常見的中小型網(wǎng)絡(luò)有二三百臺(tái)電腦，多者達(dá)到上千臺(tái)。它們通過綜合布線系統(tǒng)交換設(shè)備連在一起。并通過以太網(wǎng)交換機(jī)或路由器連到寬帶網(wǎng)絡(luò)上。因而各種以太網(wǎng)交換機(jī)的選擇和使用對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能將具有極為重要的影響。我就工作中常見的一些以太網(wǎng)交換機(jī)問題作些探討與交流。

一、集線器和交換機(jī)的區(qū)別

1. 集線器(這里僅指非交換式單網(wǎng)段和多網(wǎng)段型)在OSI體系結(jié)構(gòu)中屬于OSI的第一層物理層設(shè)備，而以太網(wǎng)交換機(jī)屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，現(xiàn)在常見的三層交換為在二層平臺(tái)上提供VLAN和基于IP的路由和交換功能，而四層交換則為基于端口的應(yīng)用。集線器只是對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸起到同步、放大和整形的作用，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸中的短幀、碎片等無法進(jìn)行有效的處理，不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性，類似于一個(gè)大的總線型局域網(wǎng);而以太網(wǎng)交換機(jī)不但可以對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸做到同步、放大和整形，而且可以過濾短幀、碎片對(duì)封裝數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)等。

2. 從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個(gè)端口工作的時(shí)候，其他所有端口都能夠收聽到信息，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，并且每一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)端口發(fā)送數(shù)據(jù)，另外安全性差，所有的網(wǎng)卡都能接收到所發(fā)數(shù)據(jù)，只是非目的地網(wǎng)卡丟棄了信包。當(dāng)以太網(wǎng)交換機(jī)工作的時(shí)候，只有發(fā)出請(qǐng)求的端口和目的端口之間相互響應(yīng)而不影響其他端口，因此交換機(jī)就能夠隔離沖突域和有效的抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。

3. 從帶寬來看，集線器不管有多少個(gè)端口，所有端口都是共享一條帶寬，在同一時(shí)刻只能有二個(gè)端口傳送數(shù)據(jù)，其他端口只能等待，同時(shí)集線器只能工作在半雙工模式下;而對(duì)于交換機(jī)而言，每個(gè)端口都有一條獨(dú)占的帶寬，當(dāng)二個(gè)端口工作時(shí)并不影響其他端口的工作，同時(shí)交換機(jī)不但可以工作在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。

4. 交換機(jī)工作于數(shù)據(jù)鏈路層以MAC地址進(jìn)行尋址，有一定的額外尋址開銷，在數(shù)據(jù)流量小時(shí)，時(shí)延可能相對(duì)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間而言較大;集線器工作于物理層為廣播方式傳輸數(shù)據(jù)，流量小時(shí)性能下降不明顯適合于共享總線型結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)。

二、二層交換與第三層交換以及路由器的區(qū)別

第二層交換技術(shù)工作于數(shù)據(jù)鏈路層。它按所接收到數(shù)據(jù)包的目的MAC地址在內(nèi)部地址表中對(duì)應(yīng)端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，將本數(shù)據(jù)包MAC地址與對(duì)應(yīng)端口記錄在內(nèi)部地址表中，MAC地址不在表內(nèi)的就進(jìn)行廣播等待回應(yīng)。因而二層交換機(jī)對(duì)MAC地址具有學(xué)習(xí)功能，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層或高層協(xié)議來說是透明的，數(shù)據(jù)交換靠專用處理數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC(應(yīng)用專用集成芯片組)實(shí)現(xiàn)速度很快。但它不能處理三層及三層以上的協(xié)議，不能處理不同IP子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)交換。

第三層交換工作于OSI七層模型中的第三層，是利用三層協(xié)議中的IP包包頭信息對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行標(biāo)記，進(jìn)行幀頭重組，將具有同一標(biāo)記的數(shù)據(jù)流的報(bào)文交換到數(shù)據(jù)鏈路層，即提供一條目標(biāo)地址與源地址之間的一條數(shù)據(jù)通道。因此，三層交換機(jī)不必拆包便可判斷路由，從而將數(shù)據(jù)包直接轉(zhuǎn)發(fā)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。從而可以實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)IP包交換。另外三層路由模塊不是簡(jiǎn)單的二層交換機(jī)與路由器的簡(jiǎn)單疊加，它是由三層路由模塊疊加二層交換高速背板總線速率可達(dá)Gbit/s，其中大部分必需的需路由軟件處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)為三層轉(zhuǎn)發(fā)外，其余均為二層高速轉(zhuǎn)發(fā)。

路由器工作于OSI第三層網(wǎng)絡(luò)層，工作模式與二層相似。路由器主要決定最佳路由并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由器內(nèi)有一個(gè)路由表，其中記錄各種鏈路信息，供路由算法計(jì)算出到目的地的最佳路由。據(jù)此路由器再進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。如不能知道目的路由，則將包丟棄，并向源地址返回信息。路由器可相互學(xué)習(xí)路由信息或?qū)⒆砸训逆溌窢顟B(tài)進(jìn)行廣播，使路由信息按一定方式進(jìn)行更新，從而由算法計(jì)算最佳路由。因此路由器路徑計(jì)算工作量很大。路由器一般端口數(shù)量有限，路由轉(zhuǎn)發(fā)速度慢。在內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量較大，又要求快速轉(zhuǎn)發(fā)響應(yīng)時(shí)，常建議使用三層交換機(jī)，而將網(wǎng)間路由工作交由路由器完成。

三、交換機(jī)分類和選擇指標(biāo)

從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上看，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等多種，這些交換機(jī)分別適用于以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI、ATM和令牌環(huán)網(wǎng)等環(huán)境。

按照最廣泛的普通分類方法，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為桌面型交換機(jī)(Desktop Switch)、組型交換機(jī)(Workgroup Switch)和校園網(wǎng)交換機(jī)(Campus Switch)三類。根據(jù)架構(gòu)特點(diǎn)，人們還將以太網(wǎng)交換機(jī)分為機(jī)架式、帶擴(kuò)展槽固定配置式、不帶擴(kuò)展槽固定配置式3種產(chǎn)品。