弱电工程交换机技术讲义

网络系统集成技术

NetworksSystemIntegrating

第三章交换机工作原理和技术第三章交换机工作原理和技术本章主要内容3.1交换机的概念3.2交换机的分类3.3交换机的连接3.4交换机的配置3.5交换机的交换技术3.6交换机的交换结构3.7交换机的技术指标3.8VLAN技术原理3.1交换机的概念按照线缆段微化的思想，线缆段越多，可用带宽就越高。极限情况是每一台计算机处在一个独立的缆段上。如果网络上有10台计算机，需要一个10端口的网桥将它们连接起来，但实现这样一个网桥不太现实，软件转发速度也跟不上。交换机将上述多端口的网桥硬件整合，以达到更低的成本和更高的性能。交换机内有一条很高带宽的背板总线和内部交换矩阵，此背板总线带宽通常是交换机每个端口带宽的几十倍。交换机的所有端口都挂接在这条背板总线交换矩阵上，每个端口都有自己的固定带宽，同时具有两个信道，在同一时刻既可发送数据，又接收其他端口发送来的数据。与共享带宽（一个时间只能为一对网络节点服务）、无目的地进行数据发送（广播）的集线器不同，交换机可以在一个时间内同时为所有的网络节点服务，并可以有目的地发送数据，所以在带宽占用、减少阻塞、网络安全和全双工传输方面都是集线器不可相比的。交换机的功能交换机的每个端口都具有桥接功能，可以互联一个LAN或一台高性能计算机。所有端口由专用处理器进行控制，并经过控制管理总线转发信息。中高档交换机可以用专门的网管软件进行集中管理。可将每个端口所互联的网络工作站分割为独立的LAN（VLAN）。每个端口都与大带宽的背板连通，从而为每个端口提供专用的带宽。流量控制（网桥无流量控制能力）。采用专用集成电路（ASIC）处理器完成高速交换。3.2交换机的分类交换机和集线器不能“以貌取人”桌面型交换机和模块化交换机异在“按需定制”TP-linkTL-HP8MUHUBD-LinkDFE-916DXHUB

3ComSuperStack34400switch

3ComSwitchs按网络类型分类有线交换机和无线交换机10/100Mbps自适应标准以太网交换机1Gbps(千兆位)以太网交换机（模块化）10Gbps(万兆位)以太网交换机（全光纤接口）ATM交换机（传输介质一般采用光纤，成本高，通常用作ADSL和HFC的骨干节点，广泛用于电信、邮政网的主干网段）FDDI交换机（全光纤接口，成本高）Quidway®S8500

万兆核心路由交换机Quidway®S8500系列万兆核心交换机是由华为3Com公司自主开发的新一代高性能万兆核心路由交换机产品，可广泛应用于电子政务网核心层、校园网及教育城域网核心层、园区网和企业网核心层以及运营商IP城域网核心层、汇聚层。按网络规模分类企业级交换机一般采用模块配置，属于第三层或第四层千兆位（或以上）交换机，通常能支持500个信息点以上。部门级交换机一般为千兆位第三层交换机，固定配置或模块配置，通常能支持300～500个信息点。工作组级交换机一般为固定配置，10/100Mbps自适应，通常支持的信息点少于100个。按网管功能分类非网管型交换机不支持网络管理网管型交换机可通过网络方式进行管理，包括交换机各端口的流量控制、QoS和端口协议的配置等，以便使所有的网络资源尽可能处于最佳状态网管型交换机上都有一个“Console”控制端口(一般为RS232串口型)以便进行基本配置，有的还支持基于Web页面和Telnet远程登录网络等多种网络管理方式支持SNMP（简单网络管理协议），并采用RMON(RemoteMonitoring，远程监视）技术跟踪流量和会话状态（允许用户查看每个交换端口上的流量），增强了流量管理、监视与分析能力。交换机的Console控制端口可进行网络管理的交换机上一般都有一个“Console”端口，它是专门用于对交换机进行配置和管理的。通过Console端口连接并配置交换机，是配置和管理交换机必须经过的步骤。因为其他方式的配置往往需要借助于IP地址、域名或设备名称才可以实现，而新购买的交换机显然不可能内置有这些参数，所以Console端口是最常用、最基本的交换机管理和配置端口。绝大多数交换机都采用RJ－45端口，但也有少数采用DB－9串口端口或DB－25串口端口。DB-9串行端口DB-25串行端口按协议层次分类第二层交换机（网桥技术）使用可编程的ASIC（专用集成电路）通过高速背板/总线（速率可达每秒几十GB）并基于MAC地址完成不同端口间的数据转发，价格最低，性能亦最低，支持VLAN，通常为非网管型第三层交换机（路由技术）使用可编程的ASIC（专用集成电路）而不是运行在处理器之上的软件进行数据转发和IP路由处理，具有线速路由功能，可为每个端口配置独立的IP地址，可根据IP地址划分为小而独立的VLAN——既可完成第二层交换机的端口交换功能，又能完成部分路由器的路由功能第四层交换机能够基于传输层中的TCP/UDP应用端口号决定传输，即根据端口主机的应用需求来自主确定或动态限制端口的交换过程和数据流量，即具有第四层智能应用交换需求第七锐层交腔换技傻术亦称屯“第团七层赢认知转技术浮”，谱是目迹前最船新的蒸交换搂技术找，可侦以实塔现有明效的荐数据仿流优朵化和支智能樱负载始均衡卖。用户片不仅立能验艰证是树否在梢发送染正确仇的内体容，态而且炼还能睬打开景网络散上传脑送的愈数据驻包（叉不用转考虑服IP酱地址佩或端专口）侧，并死根据旱包中纱的信由息做筐出负桃载均提衡决昆定。如端猜口8少0，蒙除了祥WE渡B传图输流势，还做有许精多类队型的汗传输栽流（狠如流男媒体凉数据难）通豆过此浆端口四传输重。第坑四层丙交换算无法平区分魔这两赖种类史型的跳数据狠，而脊第七阅层交和换可换以自舌由地辉完全描打开艰传输材流的雪应用消层/沫表示哲层，闲仔细其分析邻其中宽的内仰容，若根据洞应用杜的类织型而额非仅括仅根冰据I袭P和悔端口写号做厨出更冤智能劈燕的负间载均拼衡决进定，迟比如怪规定答WE蹦B传固输流故具有稻更高吵优先大级。目前壮还没耗有这卡类第煤七层垒的标池准。3.市3薯交换冷机的盆连接当单抽一交哥换机愿所能辈够提销供的薪端口咐数量倍不足戏以满困足网友络计埋算机外的需守求时剃，必筑须要捐有两东个以逐上的量交换饰机提律供相雷应数艰量的欺端口斥，这盘也就域要涉赛及到同交换纽奉机之富间连击接的购问题枝。从粘根本晚上来差讲，评交换霸机之酸间的愁连接填不外可乎两酷种方疾式，旁一是贝堆叠淹，一天是级欧联。级联歌(U懒pl跪in坐k)上层窝交换饿机普迟通以魂太网请端口联与下川层交恒换机脉的U激pl巾in食k（声级联斤）端事口连浙接需要象注意凤的是蛋交换惯机不婆能无湿限制俗级联慎，超择过一糕定数宰量的害交换嘉机进傻行级涛联，百最终肆会引驱起广核播风样暴，执导致罢网络案性能掌严重戴下降寄。堆叠抢(S摆ta品ck滴)几台肠交换臭机堆嘉叠在进一起旨，采遥用专粮用堆见叠电产缆进沿行连亡接堆叠铅中的芒所有逗交换械机可吃视为只一个搞整体从交换僻机来桐进行滩管理浆，但芽必须毕有专谢门端逮口（氧Up杠和D略ow仿n，肃通常门都是睛D型盟25绒孔接腾口）群集缝（集显群）堆叠惰和级燥联技缓术的茂综合搏，可咳将分胁布各展处的活交换象机逻黎辑地恰组合谋到一控起，彼其中锈一台号为Co涉mm酬an宅de的r（管逝理者裳），厌其他陕交换日机则洪处于含从属阳地位安，由Co谊mm升an走de持r统一袜管理溪。堆叠烛和级痕联的冬区别堆叠途(S毅ta传ck图)和近级联材(U证pl树in棍k)絮是多追台交僚换机湿或护集线枕器连灾接在撕一起锡的两晃种方券式。耐它们辅的主五要买目的耕是增椒加端馒口密巡寿度。将但它咸们实巩现的胞方法度不同显。级联久是通驻过集蜜线器雨的某腹个端史口与录其它样集线璃器相镇连的揪，如撒使用像一个刷集线脊器U立PL稀IN糟K口肝到另范一个穗的普忧通端期口；抚而堆号叠是皱通过刚集线饲器的羡背板健连接丽起来辅的，述它是浑一种豪建立帝在芯鹊片级迈上的油连接上，如阁2个望24答口交冈换机离堆叠定起来庭的效费果就打像是谱一个散48势口的斯交换塘机，券优点售是不浸会产麻生瓶佣颈的作问题裹。级联趣可通终过一霸根双蓝绞线聪在任恼何网命络设汤备厂粘家的负交换学机之织间，戴集线德器之鞋间，稿或交灿换机丈与集盖线器最之间对完成田。而促堆叠妹只有绣在自撤己厂椅家的梳设备格之间纳，且妨此设拆备必庸须具愁有堆改叠功咳能才后可实康现。导级联赏只需抽单做捷一根晨双绞疲线(猜或其桶他媒李介)玩，堆忌叠需伟要专狱用的驶堆叠茧模块庭和堆网叠线赖缆。交换蚁机的图级联劳在理榨论上驰是没瓣有级笔联个障数限窗制的贤(注它意：生集线允器级磨联有档个数艇限制给，且石10渴M和财10知0M亦的要已求不趣同)冒，而移堆叠旺各个缠厂家密的设垄备会缠标明症最大董堆叠学个数差。堆叠罚和级煤联的在区别运（续良）级联蜡相对蔑容易域，但杂堆叠款这种毁技术予有级兄联不闭可达膀到的贷优势禾。首势先，盛多台悠交换靠机堆夏叠在狡一起修，从蓬逻辑嗓上来狼说，脆它们肠属于付同一求个设庙备。皂这样名，如我果你冠想对谱这几招台交况换机鸽进行粉设置幅，只脖要连制接到拆任何极一台派设备胸上，嫌就可宪看到削堆叠漠中的悠其他详交换狠机。灭而级筑联的赔设备桐逻辑御上是灾独立沉的，泽如果只想要洞网管秒这些喇设备静，必算须依股次连娃接到续每个凶设备赠。多个充设备桨级联之会产响生级质联瓶瞎颈。想例如都，两职个百役兆交观换机留通过辱一根覆双绞易线级间联，骑则它窑们的燥级联物带宽谱是百怒兆。偿这样锦不同查交换滴机之欺间的桌计算塞机要杨通讯氧，都育只能嗽通过认这百升兆带绣宽。茅而两崇个交欧换机奇通过构堆叠全连接抖在一贡起，猛堆叠榆线缆做将能膨提供晨高于芳1G五的背芹板带丢宽，承极大款地减舱低了蔽瓶颈压。级联液还有凯一个泉堆叠咬达不黎到的序目的载，是凳增加声连接持距离毛。比搅如，碎一台闹计算求机离顽交换盖机较训远，张超过扫了单贤根双却绞线秃的最菊长距森离1梳00盆米，度则可沉在中侄间再熊放置演一台炭交换司机，浇使计敌算机拢与此艺交换终机相蛇连。售堆叠殃线缆谎最长警也只齐有几钱米，食所以夏堆叠尸时应眯予考筝虑。堆叠强和级启联各闻有优灭点，塘在实既际的灭方案初设计消中经饥常同却时出扯现，鹊可灵寺活应兽用。参考扣阅读康：h氧tt疏p:燃//斥te济ch槐.c卵ci崇dn累et愿.c菠om闲/p晓ub卸/a叹rt墓ic宵le脑/c请10封84骡_a慌17盯83茫57各_p态1.溜ht厚mlUp体li测nk旨端口GB腥IC多端口拼模块GB般IC鞠（G溉ig闪aS丸ta端ck刻G趟ig别ab望it叮I只nt伴er继fa鹊ce切C弯on台ve炼rt遭er凡）是通一个娇通用飘的、竟低成悬本的软千兆酬位以贱太网仆堆叠山模块摩，可捏提供初交换鸦机间绵的高家速连阿接，打既可保建立种高密芬度端异口的址堆叠央，又隙可实快现与剑服务挪器或腰千兆枪位主晕干的愉连接永，为把快速鞋以太细网向稠千兆败以太努网的速过渡测，提厘供了扰廉价馆的、边高性狠能的糊选择扯方案匆。此供外，批借助勾于光屯纤，妹还可森实现骂与远卖程高零速主像干网房诚络的窗连接询。G顾BI匙C模泄块分朽为两砌大类厉，一亮是普茅通级揉联使漂用的蛋GB静IC镇模块绿，二戴是堆咱叠专懂用的杰GB拥IC证模块肾。级联毫GB毙IC即模块级联认使用换的G律BI设C模余块分肯为4霞种，御一是夫10尝00艺Ba恩se呆-T狡G万BI泡C模示块（授如图绿1所新示）遵，适嘉用于吉超五秋类或挖六类矮双绞聪线，脚最长杜传输柿距离到为1锈00岛米；拣二是汉10侄00顽Ba韵se惹-炭SX淡G搅BI况C模炭块(侮如图顿2所定示)称，适歼用于份多模恶多纤哀，最民长传团输距康离为吐50栋0米及；三渔是1爸00郑0作Ba础se统-L巩X折GB茂IC锻模块油，适狼用于富单模杀光纤殿,最辛长传屿输距尽离为浆10席千米颤；四编是1临00板0B拜as术e-跳ZX焰G副BI过C，真适用镇于长模波单盈模光岂纤，剂最长兄传输卸距离米为7梨0千帖米~间10余0千看米。图1迎1快00恋0B丙as标e-夜T闯GB救IC奋模块图2前1镰00圆0B敏as姓e-驻SX户G朝BI闸C模取块安装帝在G身BI训C插箱槽中次的G爹BI鸽C模锯块GB狡IC畜模块值安装面于千刷兆以母太网唉模块险的G巴BI罗C插腥槽中码，用院于提谎供与技其他蜡交换州机和世服务富器的真千兆悦位连软接。安装贩在G拔BI伪C插罚槽中鸦的G滥BI阅C模广块堆叠营GB案IC田模块堆叠塔GB沈IC析模块叙用于砖实现板交换羊机之检间的齐廉价戒千兆愁连接旅。如卡图所笋示为样适用付于C支is廉co茂C铺at铲al醋ys烛t聪29肺50煎/3真55猜0的壮Gi呀ga究St茅ac咐k戏GB敬IC乘堆叠爪模块供。需沉要注转意的贸是，颜Gi粱ga幼St哨ac丢k较GB躲IC嘉专门姥用于复交换恳机之询间的贺千兆其位堆筑叠，病Gi肿ga考St艳ac宿k荣GB帝IC敲之间慕的连院接采沙用专暖门的渡堆叠器电缆从。Ci祝sc厨o谨Gi泽ga肿St袋ac羊k瘦GB执IC封堆叠闯模块乏和电区缆SF槐P模相块SF棋P（司Sm谊al隐l哀Fo行rm财-f垫ac山to急r跑Pl味ug净ga绪bl宅es扮）可炮以简变单的叔理解肆为G祝BI筋C的熟升级锈版本最。S跌FP牧模块脚（如姐图所晨示）丢体积爪比G毁BI欢C模病块减渗少一贞半，攀可以揉在相低同面衰板上派配置搞多出嫩一倍吃以上脊的端北口数租量。园由于君SF思P模地块在清功能尤上与灾GB摩IC当基本蒸一致躺，因符此，景也被叛有些飞交换陆机厂咏商称敢为小背型化孙GB扫IC挠（M业in济i-倚GB仗IC孝）。SF承P模垮块3.绕4流交换厨机的非配置本地贱配置裕（基恐本配倚置）通过才Co漫ns吹ol倍e端晨口连件接并荣配置通常脚为R扁S-捕23龄2串耻口，载须使茎用配投置专里用连断线直均接连陕接至驳计算雕机的仙串口落，利掀用终扬端仿景真程堵序（魄如W贫in驳do统ws叉下的已“超仗级终忆端”竹）进凑行本抄地配僚置。逼思科西交换阀机则业通常达采用沈RJ盟-4呜5端茄口，副须使贯用专寇门的佳Co德ns础ol捉e线统（两梨端均谷为R必J-庙45洽接头罪的扁厕平线丽）。远程亩配置通过脚交换亡机的闸普通赛端口委连接毙并配吩置Te愉ln质et姨方式We每b浏带览器各方式3.炮5确交换椅机的洒交换绕技术端口悼交换端口仙间的禁通道树由人折工预堡先设墙定并沉固定较下来巾，改辛变端政口间绳的互谣联通带道须贞由人朝工配去置—阳基于真物理绳层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