交换机分类知识

第页交换机目录目录 11,应用类型 22,应用层次类型 33,端口结构类型 44,网络管理类型 55,交换机内存 56,交换方式 67,背板带宽 78,模块化插槽数 89,堆叠 810,MAC地址表 911,VLAN支持 1012,包转发率 1313,端口类型 1414,端口数 1415,传输速度 1416,网络标准 1517,网络管理 1518,全双工 1619,延时 1720,传输介质类型 1721,覆盖范围类型 1922,交换机类型 1923,网络交换机 201,应用类型依据交换机所应用的网络层次，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。企业级交换机企业级交换机属于一类高端交换机，一般采纳模块化的结构，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。企业级交换机可以供应用户化定制,优先级队列服务和网络安全限制，并能很快适应数据增长和改变的须要，从而满意用户的需求。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限制信息，更具有硬件冗余和软件可伸缩性特点，保证网络的牢靠运行。这种交换机从它所处的位置可以清晰地看出它自身的要求非同一般，至少在带宽,传输速率以背板容量上要比一般交换机要高出很多，所以企业级交换机一般都是千兆以上以太网交换机。企业级交换机所采纳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，假如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。这个底盘产品通常支持很多不同类型的组件，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特别有用，尤其是对须要支持一些网络技术和以前的系统。基于底盘设备通常有特别强大的管理特征，因此特别适合于企业网络的环境。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实力和全双工实力，可供应容错等智能特性，还支持扩充选项和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，其实它不肯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，这类交换机通常采纳光纤或者同轴电缆作为传输介质，交换机当然也就需供应SC光纤口和BNC或者AUI同轴电缆接口。3,部门级交换机

部门级交换机是面对部门级网络运用的交换机。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RJ－45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，可随意采纳全双工或半双工传输模式，可对流量进行限制，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。假如作为骨干交换机，则一般认为支持300个信息点以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志向替代产品，一般为固定配置，配有肯定数目的10Base－T或100Base－TX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。及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，远远超过了一般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，假如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，它区分于其他交换机的一个特点是支持的每端口MAC地址很少，通常端口数也较少（12口以内，但不是肯定），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，况且有很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供应多个具有10／100Mbps自适应实力的端口。2,应用层次类型网络设备都是对应工作在OSI／RM（OSI参考模型）这一开放模型的肯定层次上，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OSI／RM的第二层，发展到现在有可以工作在第四的交换机出现，所以依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OSI／RM的第二协议层来定义的，因为它只能工作在OSI／RM开放体系模型的第二层－－数据链路层。第二层交换机依靠于链路层中的信息（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,帧序列以和数据流限制。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担当的工作困难性不是很强，又处于网络的最基层，所以也就只须要供应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。第三层交换机第三层同样是对应于OSI／RM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，它比第二层交换机更加高档，功能更加强。第三层交换机因为工作于OSI／RM模型的网络层，所以它具有路由功能，它是将IP地址信息供应应网络路径选择，并实现不同网段间数据的线速交换。当网络规模较大时，可以依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纳模块化结构，以适应敏捷配置的须要。在大中型网络中，第三层交换机已经成为基本配置设备。第四层交换机第四层交换机是采纳第四层交换技术而开发出来的交换机产品，当然它工作于OSI／RM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，,SSL等。在第四层交换中为每个供搜寻运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连接恳求（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，并将连接恳求传给服务器。这样，同一区间全部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，因为它将包限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，只针对单一的包进行处理，不清晰上一个包从哪来,也不知道下一个包的状况。它们只是检测包报头中的TCP端口数字，依据应用建立优先级队列，路由器依据链路和网络可用的节点确定包的路由；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。3,端口结构类型假如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，那就是在供应基本固定端口的基础之上再配备肯定的扩展插槽或模块。固定端口交换机固定端口顾名思义就是它所带有的端口是固定的，假如是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，但由于它只能供应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，还是从可运用的传输介质上来讲都具有肯定的局限性，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式交换机。及集线器相同，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，它是用来及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，由于只能供应少量端口且不能安装于机柜内，所以，通常只用于小型网络。模块化交换机模块化交换机虽然在价格上要贵很多，但拥有更大的敏捷性和可扩充性，用户可随意选择不同数量,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实力，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，应依据须要和经费综合考虑选择模块化或固定方式。一般来说，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，故可采纳简单明白的固定式交换机。4,网络管理类型网管型交换机的任务就是使全部的网络资源处于良好的状态。网管型交换机产品供应了基于终端限制口（Console）,基于Web页面以和支持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，纵观全局地管理全部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，可以完成全部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协议的工作机制特别简单，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很多。网管型交换机采纳嵌入式远程监视（RMON）标准用于跟踪流量和会话，对确定网络中的瓶颈和堵塞点是很有效的。软件代理支持4个RMON组（历史,统计数字,警报和事务），从而增加了流量管理,监视和分析。统计数字是一般网络流量统计；历史是肯定时间间隔内网络流量统计；警报可以在预设的网络参数极限值被超过时进行报警；时间代表管理事务。还有网管型交换机供应基于策略的QoS（Qualityofservice）。策略是指限制交换机行为的规则，网络管理员利用策略为应用流安排带宽,优先级以和限制网络访问，其重点是满意服务水平协议所需的带宽管理策略和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10BaseT／100BaseT的多功能发光二极管（LED）以和表示系统,冗余电源（RPS）和带宽利用率的交换级状态LED形成了全面,便利的可视管理系统。目前大多数部门级以下的交换机多数都是非网管型的，只有企业级和少数部门级的交换机支持网管功能。5,交换机内存交换机中可能有多种内存，例如Flash（闪存）,DRAM（动态内存）等。内存用作存储配置,作为数据缓冲等。交换机采纳了以下几种不同类型的内存，每种内存以不同方式帮助交换机工作。只读内存（ROM）只读内存（ROM）在交换机中的功能及计算机中的ROM相像，主要用于系统初始化等功能。顾名思义，ROM是只读存储器，不能修改其中存放的代码。如要进行升级，则要替换ROM芯片。闪存（Flash）闪存（Flash）是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。

3.随机存储器(RAM)

RAM也是可读可写的存储器，但它存储的内容在系统重启或关机后将被清除。6,交换方式目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采纳直通式交换,存储转发式和碎片隔离方式三种数据包交换方式。目前的存储转发式是交换机的主流交换方式。

1,直通交换方式（Cut-through）

采纳直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获得包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入及输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节），不须要存储，所以切入方式具有延迟小，交换速度快的优点。所谓延迟（Latency）是指数据包进入一个网络设备到离开该设备所花的时间。

它的缺点主要有三个方面：一是因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能供应错误检测实力；第二，由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入／输出端口直接接通，而且简单丢包。假如要连到高速网络上，如供应快速以太网（100BASE－T）,FDDI或ATM连接，就不能简单地将输入／输出端口“接通”，因为输入／输出端口间有速度上的差异，必需供应缓存；第三，当以太网交换机的端口增加时，交换矩阵变得越来越困难，实现起来就越困难。

2,存储转发方式（Store-and-Forward）

存储转发（StoreandForward）是计算机网络领域运用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的限制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，并且能支持不同速度的输入／输出端口间的交换，可有效地改善网络性能。它的另一优点就是这种交换方式支持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。实现的方法是将10Mbps低速包存储起来，再通过100Mbps速率转发到端口上。

3,碎片隔离式（FragmentFree）

这是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案。它在转发前先检查数据包的长度是否够64个字节（512bit），假如小于64字节，说明是假包（或称残帧），则丢弃该包；假如大于64字节，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢，但由于能够避开残帧的转发，所以被广泛应用于低档交换机中。

运用这类交换技术的交换机一般是运用了一种特殊的缓存。这种缓存是一种先进先出的FIFO（FirstInFirstOut），比特从一端进入然后再以同样的顺序从另一端出来。当帧被接收时，它被保存在FIFO中。假如帧以小于512比特的长度结束，那么FIFO中的内容（残帧）就会被丢弃。因此，不存在一般直通转发交换机存在的残帧转发问题，是一个特别好的解决方案。数据包在转发之前将被缓存保存下来，从而确保碰撞碎片不通过网络传播，能够在很大程度上提高网络传输效率。7,背板带宽交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽标记了交换机总的数据交换实力，单位为Gbps，也叫交换带宽，一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的实力就越强，但同时设计成本也会越高。

一般来讲，计算方法如下:

1）线速的背板带宽

考察交换机上全部端口能供应的总带宽。计算公式为端口数*相应端口速率*2（全双工模式）假如总带宽≤标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的。

2）第二层包转发线速

第二层包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法，假如这个速率能≤标称二层包转发速率，那么交换机在做第二层交换的时候可以做到线速。

3）第三层包转发线速

第三层包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法，假如这个速率能≤标称三层包转发速率，那么交换机在做第三层交换的时候可以做到线速。

那么，1.488Mpps是怎么得到的呢

包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。对于千兆以太网来说，计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps说明：当以太网帧为64byte时，需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1.488Mpps。快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的特别之一，为148.8kpps。

*对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。

*对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。

*对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。

*对于OC－12的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。

*对于OC－48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS。

所以说，假如能满意上面三个条件，那么我们就说这款交换机真正做到了线性无堵塞

背板带宽资源的利用率及交换机的内部结构息息相关。目前交换机的内部结构主要有以下几种：一是共享内存结构，这种结构依靠中心交换引擎来供应全端口的高性能连接，由核心引擎检查每个输入包以确定路由。这种方法须要很大的内存带宽,很高的管理费用，尤其是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，因而交换机内核成为性能实现的瓶颈；二是交叉总线结构，它可在端口间建立直接的点对点连接，这对于单点传输性能很好，但不适合多点传输；三是混合交叉总线结构，这是一种混合交叉总线实现方式，它的设计思路是，将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵，中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了交叉总线数，降低了成本，减少了总线争用；但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。8,模块化插槽数模块化插槽数量是针对模块化交换机而言，这个参数对固定端口交换机没有实际意义。模块化插槽数量就是指模块化交换机所能安插的最大模块数。在模块化交换机中，为用户预留了不同数量的空余插槽，以便利用户扩充各种接口，预留的插槽越多，用户扩充的余地就越大，一般来说，这种结构的交换机的插槽数量不能低于2个。

模块化交换机配备了多个空闲的插槽，用户可随意选择不同数量,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。但拥有更大的敏捷性和可扩充性。像这样模块化交换机的端口数量就取决于模块的数量和插槽的数量。一般来说，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以获得更多的端口。9,堆叠交换机堆叠是通过厂家供应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。一般交换机能够堆叠4～9台。

为了使交换机满意大型网络对端口的数量要求，一般在较大型网络中都采纳交换机的堆叠方式来解决。要留意的是只有可堆叠交换机才具备这种端口，所谓可堆叠交换机，就是指一个交换机中一般同时具有"UP"和"DOWN"堆叠端口（如图）。当多个交换机连接在一起时，其作用就像一个模块化交换机一样，堆叠在一起交换机可以当作一个单元设备来进行管理。一般状况下，当有多个交换机堆叠时，其中存在一个可管理交换机，利用可管理交换机可对此可堆叠式交换机中的其他“独立型交换机”进行管理。可堆叠式交换机可特别便利地实现对网络的扩充，是新建网络时最为志向的选择。a

堆叠中的全部交换机可视为一个整体的交换机来进行管理，也就是说，堆叠中全部的交换机从拓扑结构上可视为一个交换机。堆栈在一起的交换机可以当作一台交换机来统一管理。交换机堆叠技术采纳了特地的管理模块和堆栈连接电缆，这样做的好处是，一方面增加了用户端口，能够在交换机之间建立一条较宽的宽带链路，这样每个实际运用的用户带宽就有可能更宽（只有在并不是全部端口都在运用状况下）。另一方面多个交换机能够作为一个大的交换机，便于统一管理。10,MAC地址表交换机之所以能够直接对目的节点发送数据包，而不是像集线器一样以广播方式对全部节点发送数据包，最关键的技术就是交换机可以识别连在网络上的节点的网卡MAC地址，并把它们放到一个叫做MAC地址表的地方。这个MAC地址表存放于交换机的缓存中，并记住这些地址，这样一来当须要向目的地址发送数据时，交换机就可在MAC地址表中查找这个MAC地址的节点位置，然后直接向这个位置的节点发送。所谓MAC地址数量是指交换机的MAC地址表中可以最多存储的MAC地址数量，存储的MAC地址数量越多，那么数据转发的速度和效率也就就越高。

但是不同档次的交换机每个端口所能够支持的MAC数量不同。在交换机的每个端口，都须要足够的缓存来记忆这些MAC地址，所以Buffer（缓存）容量的大小就确定了相应交换机所能记忆的MAC地址数多少。通常交换机只要能够记忆1024个MAC地址基本上就可以了，而一般的交换机通常都能做到这一点，所以假如对网络规模不是很大的状况下，这参数无需太多考虑。当然越是高档的交换机能记住的MAC地址数就越多，这在选择时要视所连网络的规模而定了。11,VLAN支持VLAN，是英文VirtualLocalAreaNetwork的缩写，中文名为"虚拟局域网"，VLAN是一种将局域网（LAN）设备从逻辑上划分（留意，不是从物理上划分）成一个个网段（或者说是更小的局域网LAN），从而实现虚拟工作组（单元）的数据交换技术。

VLAN这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中，但目前主流应用还是在交换机之中。不过不是全部交换机都具有此功能，只有三层以上交换机才具有此功能，这一点可以查看相应交换机的说明书即可得知。VLAN的好处主要有三个：

(1)端口的分隔。即便在同一个交换机上，处于不同VLAN的端口也是不能通信的。这样一个物理的交换机可以当作多个逻辑的交换机运用。

(2)网络的安全。不同VLAN不能直接通信，杜绝了广播信息的不安全性。

(3)敏捷的管理。更改用户所属的网络不必换端口和连线，只更改软件配置就可以了。aVLAN技术的出现，使得管理员依据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，及物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于限制流量,减少设备投资,简化网络管理,提高网络的安全性。VLAN除了能将网络划分为多个广播域，从而有效地限制广播风暴的发生，以和使网络的拓扑结构变得特别敏捷的优点外，还可以用于限制网络中不同部门,不同站点之间的相互访问。

VLAN在交换机上的实现方法，可以大致划分为六类:

1.基于端口的VLAN

这是最常应用的一种VLAN划分方法，应用也最为广泛,最有效，目前绝大多数VLAN协议的交换机都供应这种VLAN配置方法。这种划分VLAN的方法是依据以太网交换机的交换端口来划分的，它是将VLAN交换机上的物理端口和VLAN交换机内部的PVC（永久虚电路）端口分成若干个组，每个组构成一个虚拟网，相当于一个独立的VLAN交换机。

对于不同部门须要互访时，可通过路由器转发，并协作基于MAC地址的端口过滤。对某站点的访问路径上最靠近该站点的交换机,路由交换机或路由器的相应端口上，设定可通过的MAC地址集。这样就可以防止非法入侵者从内部盗用IP地址从其他可接入点入侵的可能。

从这种划分方法本身我们可以看出，这种划分的方法的优点是定义VLAN成员时特别简单，只要将全部的端口都定义为相应的VLAN组即可。适合于任何大小的网络。它的缺点是假如某用户离开了原来的端口，到了一个新的交换机的某个端口，必需重新定义。

2.基于MAC地址的VLAN

这种划分VLAN的方法是依据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置他属于哪个组，它实现的机制就是每一块网卡都对应唯一的MAC地址，VLAN交换机跟踪属于VLANMAC的地址。这种方式的VLAN允许网络用户从一个物理位置移动到另一个物理位置时，自动保留其所属VLAN的成员身份。

由这种划分的机制可以看出，这种VLAN的划分方法的最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交换机换到其他的交换机时，VLAN不用重新配置，因为它是基于用户，而不是基于交换机的端口。这种方法的缺点是初始化时，全部的用户都必需进行配置，假如有几百个甚至上千个用户的话，配置是特别累的，所以这种划分方法通常适用于小型局域网。而且这种划分的方法也导致了交换机执行效率的降低，因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个VLAN组的成员，保存了很多用户的MAC地址，查询起来相当不简单。另外，对于运用笔记本电脑的用户来说，他们的网卡可能常常更换，这样VLAN就必需常常配置。

3.基于网络层协议的VLAN

VLAN按网络层协议来划分，可分为IP,IPX,DECnet,AppleTalk,Banyan等VLAN网络。这种按网络层协议来组成的VLAN，可使广播域跨越多个VLAN交换机。这对于盼望针对具体应用和服务来组织用户的网络管理员来说是特别具有吸引力的。而且，用户可以在网络内部自由移动，但其VLAN成员身份仍旧保留不变。

这种方法的优点是用户的物理位置改变了，不须要重新配置所属的VLAN，而且可以依据协议类型来划分VLAN，这对网络管理者来说很重要，还有，这种方法不须要附加的帧标签来识别VLAN，这样可以减少网络的通信量。这种方法的缺点是效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址是须要消耗处理时间的(相对于前面两种方法)，一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网帧头，但要让芯片能检查IP帧头，须要更高的技术，同时也更费时。当然，这及各个厂商的实现方法有关。

4.依据IP组播的VLAN

IP组播事实上也是一种VLAN的定义，即认为一个IP组播组就是一个VLAN。这种划分的方法将VLAN扩大到了广域网，因此这种方法具有更大的敏捷性，而且也很简单通过路由器进行扩展，主要适合于不在同一地理范围的局域网用户组成一个VLAN，不适合局域网，主要是效率不高。

5.按策略划分的VLAN

基于策略组成的VLAN能实现多种安排方法，包括VLAN交换机端口,MAC地址,IP地址,网络层协议等。网络管理人员可依据自己的管理模式和本单位的需求来确定选择哪种类型的VLAN。

6.按用户定义,非用户授权划分的VLAN

基于用户定义,非用户授权来划分VLAN，是指为了适应特殊的VLAN网络，依据具体的网络用户的特殊要求来定义和设计VLAN，而且可以让非VLAN群体用户访问VLAN，但是须要供应用户密码，在得到VLAN管理的认证后才可以加入一个VLAN。相关术语：GARP：GARP（GenericAttributeRegistrationProtocol）是一种通用的属性注册协议，该协议供应了一种机制用于帮助同一个交换网内的交换成员之间分发,传播和注册某种信息（如VLAN,组播地址等）。

GARP本身不作为一个实体存在于交换机中，遵循GARP协议的应用实体称为GARP应用，目前主要的GARP应用为GVRP和GMRP。当GARP应用实体存在于交换机的某个端口上时，该端口对应于一个GARP应用实体。

通过GARP机制，一个GARP成员上的配置信息会快速传播到整个交换网。GARP成员可以是终端工作站或网桥。GARP成员通过声明或回收声明通知其它的GARP成员注册或注销自己的属性信息，并依据其它GARP成员的声明或回收声明注册或注销对方的属性信息。

GARP成员之间的信息交换借助于消息完成，GARP起主要作用的消息类型有三类，分别为Join,Leave和LeaveAll。当一个GARP应用实体盼望其它交换机注册自己的某属性信息时，将对外发送Join消息。当一个GARP应用实体盼望其它交换机注销自己的某属性信息时，将对外发送Leave消息。每个GARP应用实体启动后，将同时启动LeaveAll定时器，当超时后将对外发送LeaveAll消息。Join消息及Leave消息协作确保消息的注销或重新注册。通过消息交互，全部待注册的属性信息可以传播到同一交换网的全部交换机上。

GARP应用实体的协议数据报文的目的MAC地址都是特定的组播MAC地址。支持GARP特性的交换机在接收到GARP应用实体的报文后，会依据其目的MAC地址加以区分并交给不同的GARP应用（如GVRP或GMRP）去处理。

GARP（以和GMRP）在IEEE802.1p标准（现已合入IEEE802.1D标准）文本中有具体的表述。GVRP：GVRP（GARPVLANRegistrationProtocol，GARPVLAN注册协议）是GARP的一种应用，它基于GARP的工作机制，维护交换机中的VLAN动态注册信息，并传播该信息到其它的交换机中。全部支持GVRP特性的交换机能够接收来自其它交换机的VLAN注册信息，并动态更新本地的VLAN注册信息，包括当前的VLAN成员,这些VLAN成员可以通过哪个端口到达等。而且全部支持GVRP特性的交换机能够将本地的VLAN注册信息向其它交换机传播，以便使同一交换网内全部支持GVRP特性的设备的VLAN信息达成一样。GVRP传播的VLAN注册信息既包括本地手工配置的静态注册信息，也包括来自其它交换机的动态注册信息。

GVRP在IEEE802.1Q标准文本中有具体的表述。VTP：VTP（VLANTrunkProtocol，VLAN干道协议）的功能及GVRP相像，也是用来使VLAN配置信息在交换网内其它交换机上进行动态注册的一种二层协议。在一台VTPServer上配置一个新的VLAN信息，则该信息将自动传播到本域内的全部交换机，从而减少在多台设备上配置同一信息的工作量，且便利了管理。VTP信息只能在Trunk端口上传播。

任何一台运行VTP的交换机可以工作在三种模式：VTPServer,VTPClient和VTPTransparent。

*VTPServer维护该VTP域中全部VLAN信息列表，可以增加,删除或修改VLAN。

*VTPClient也维护该VTP域中全部VLAN信息列表，但不能增加,删除或修改VLAN，任何变化的信息必需从VTPServer发布的通告报文中接收。

*VTPTransparent不参及VTP工作，它虽然忽视全部接收到的VTP信息，但能够将接收到的VTP报文转发出去。它只拥有本设备上的VLAN信息。

其中，VTPServer和VTPClient必需处于同一个VTP域，且一个交换机只能位于一个VTP域中。12,包转发率包转发率标记了交换机转发数据包实力的大小。单位一般位pps（包每秒），一般交换机的包转发率在几十Kpps到几百Mpps不等。包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps），即交换机能同时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换实力。

其实确定包转发率的一个重要指标就是交换机的背板带宽，背板带宽标记了交换机总的数据交换实力。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的实力就越强，也就是包转发率越高。13,端口类型端口类型是指交换机上的端口是以太网,令牌环,FDDI还是ATM等类型，一般来说固定端口交换机只有单一类型的端口，适合中小企业或个人用户运用，而模块化交换机由于可以有不同介质类型的模块可供选择，故端口类型更为丰富，这类交换机适合部门级以上级别用户选择。

快速以太网交换机端口类型一般包括10Base-T,100Base-TX,100Base-FX，其中10Base-T和100Base-TX一般是由10M/100M自适应端口供应，即通常我们所讲的RJ-45端口。如下图左图所示为10Base-T网RJ-45端口，而右图所示的为10/100Base-TX网RJ-45端口。其实这两种RJ-45端口仅就端口本身而言是完全一样的，但端口中对应的网络电路结构是不同的，所以也不能随意接。a像FDDI等高性能交换机还供应100BASE-FX,千兆FL光纤接口。这种接口就是我们平常所说的SC端口，它是用于及光纤的连接如图所示。14,端口数交换机设备的端口数量是交换机最直观的衡量因素，通常此参数是针对固定端口交换机而言，常见的标准的固定端口交换机端口数有8,12,16,24,48等几种。而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，但由于它只能供应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，还是所从可运用的传输介质上来讲都具有肯定的局限性，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。15,传输速度交换机的传输速度是指交换机端口的数据交换速度。目前常见的有10Mbps,100Mbps,1000Mbps等几类。除此之外，还有10GMbps交换机，但目前很少。

10M/100Mbps自适应交换机适合工作组级别运用，纯100Mbps或1000Mbps交换机一般应用在部门级以上的应用或骨干级别的应用当中。10GMbps的交换机主要用在电信等骨干网络上，其他应用很少涉和到。16,网络标准局域网（LAN）的结构主要有三种类型：以太网（Ethernet）,令牌环（TokenRing）,令牌总线(TokenBus)以和作为这三种网的骨干网光纤分布数据接口（FDDI）。它们所遵循的都是IEEE（美国电子电气工程师协会）制定的以802开头的标准,目前共有11个及局域网有关的标准,它们分别是：

IEEE802.1──通用网络概念和网桥等

IEEE802.2──逻辑链路限制等

IEEE802.3──CSMA/CD访问方法和物理层规定

IEEE802.4──ARCnet总线结构和访问方法,物理层规定

IEEE802.5──TokenRing访问方法和物理层规定等

IEEE802.6──城域网的访问方法和物理层规定

IEEE802.7──宽带局域网

IEEE802.8──光纤局域网(FDDI)

IEEE802.9──ISDN局域网

IEEE802.10──网络的安全

IEEE802.11──无线局域网17,网络管理

网络管理，是指网络管理员通过网络管理程序对网络上的资源进行集中化管理的操作，包括配置管理,性能和记账管理,问题管理,操作管理和变化管理等。一台设备所支持的管理程度反映了该设备的可管理性和可操作性。

而交换机的管理功能是指交换机如何限制用户访问交换机，以和用户对交换机的可视程度如何。通常，交换机厂商都供应管理软件或满意第三方管理软件远程管理交换机。一般的交换机满意SNMPMIBI/MIBII统计管理功能。而困难一些的交换机会增加通过内置RMON组（mini-RMON）来支持RMON主动监视功能。有的交换机还允许外接RMON探监视可选端口的网络状况。常见的网络管理方式有以下几种：

（1）SNMP管理技术

（2）RMON管理技术

（3）基于WEB的网络管理

SNMP是英文“SimpleNetworkManagementProtocol”的缩写，中文意思是“简单网络管理协议”。SNMP首先是由Internet工程任务组织(InternetEngineeringTaskForce)(IETF)的探讨小组为了解决Internet上的路由器管理问题而提出的。

SNMP是目前最常用的环境管理协议。SNMP被设计成及协议无关，所以它可以在IP，IPX，AppleTalk，OSI以和其他用到的传输协议上被运用。SNMP是一系列协议组和规范（见下表），它们供应了一种从网络上的设备中收集网络管理信息的方法。SNMP也为设备向网络管理工作站报告问题和错误供应了一种方法。a目前，几乎全部的网络设备生产厂家都实现了对SNMP的支持。领导潮流的SNMP是一个从网络上的设备收集管理信息的公用通信协议。设备的管理者收集这些信息并记录在管理信息库（MIB）中。这些信息报告设备的特性,数据吞吐量,通信超载和错误等。MIB有公共的格式，所以来自多个厂商的SNMP管理工具可以收集MIB信息，在管理限制台上呈现给系统管理员。通过将SNMP嵌入数据通信设备，如交换机或集线器中，就可以从一个中心站管理这些设备，并以图形方式查看信息。目前可获得的很多管理应用程序通常可在大多数当前运用的操作系统下运行，如Windows3.11,Windows95,WindowsNT和不同版本UNIX的等。一个被管理的设备有一个管理代理，它负责向管理站恳求信息和动作，代理还可以借助于陷阱为管理站供应站动供应的信息，因此，一些关键的网络设备（如集线器,路由器,交换机等）供应这一管理代理，又称SNMP代理，以便通过SNMP管理站进行管理。18,全双工交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这似乎我们平常打一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前的交换机都支持全双工。全双工的好处在于拖延小，速度快。提到全双工，就不能不提及之亲密对应的另一个概念，那就是“半双工”，所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，一天窄窄的公路，同时只能有一辆车通过，当目前有两量车对开，这种状况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明白半双工的原理。早期的对讲机,以和早期集线器等设备都是实行半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会渐渐退出历史舞台。a19,延时交换机延时（Latency）是指从交换机接收到数据包到开始向目的端口复制数据包之间的时间间隔。有很多因素会影响延时大小，比如转发技术等等。采纳直通转发技术的交换机有固定的延时。因为直通式交换机不管数据包的整体大小，而只依据目的地址来确定转发方向。所以，它的延时是固定的，取决于交换机解读数据包前6个字节中目的地址的解读速率。采纳存储转发技术的交换机由于必须要接收完了完整的数据包才开始转发数据包，所以它的延时及数据包大小有关。数据包大，则延时大；数据包小，则延时小。采纳直通转发技术的千兆交换机有固定的延时，因为直通式交换机不管数据包的整体大小，而只依据目的地址来确定转发方向。所以，它的延时是固定的。采纳存储转发技术的交换机由于必须要接收完了完整的数据包才开始转发数据包，所以它的数据包大，则延时大；数据包小，则延时小。20,传输介质类型依据交换机运用的网络传输介质和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，应用领域也特别广泛，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：RJ－45,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RJ－45接口的，只不过双绞线类型的RJ－45接口在网络设备中特别普遍而已。当然现在的交换机通常不可能全是BNC或AUI接口的，因为目前采纳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RJ－45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一般双绞线或者光纤上实现100Mbps传输带宽的网络技术。要留意的是，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10／100Mbps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纳的介质也是双绞线，有的快速以太网交换机为了兼顾及其它光传输介质的网络互联，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，所采纳的传输介质有光纤,双绞线两种，对应的接口为“SC”和“RJ－45”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，采纳的传输介质为光纤，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。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宽带接入方式中假如采纳PPPoA协议的话，在局端（NSP端）就须要配置ATM交换机，有线电视的CableModem互联网接入法在局端也采纳ATM交换机。它的传输介质一般采纳光纤，接口类型同样一般有两种：以太网RJ－45接口和光纤接口，这两种接口适合及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，在一般局域网中应用很少。

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令牌网速度的局限，它的传输速度可达到100Mbps。但它当时是采纳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很多，所以随着快速以太网技术的胜利开发，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纳星形拓扑结构，在逻辑上采纳环形拓扑结构。及之相匹配的交换机产品就是令牌环交换机。由于令牌环网渐渐失去了市场，相应的纯令牌环交换机产品也特别少见。但是在一些交换机中仍留有一些BNC或AUI接口，以便利令牌环网进行连接。21,覆盖范围类型从网络覆盖范围划分交换机可以分为以下两类：

1,广域网交换机

广域网交换机主要是应用于电信城域网互联,互联网接入等领域的广域网中，供应通信用的基