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交換機基礎知識與常見相關術語

交換機英文名稱為Switch,也稱為交換式集線器,它是一種基於MAC地址(網卡的硬件標誌)識別,能夠在通信系統中完成信息交換功能的設備。其工作原理可以簡單地描述為「存儲轉發」四個字,比如有兩台計算機(A和B)通過交換機來連接,如果A要向B傳輸數據,交換機首先可以將連接到A端口發送的信息先儲存下來,然後查找交換機內的MAC地址列表,每一個MAC地址對應一台計算機,找到後會與B之間架起一條臨時的專用數據通道,並將數據發送到B中(見圖)。因為交換機支持「全雙工」模式,所以B在接收A發送數據的同時,還可以向A或其他的計算機發送數據。如果在MAC地址中沒有B的地址信息,那麼交換機可以通過「MAC地址學習」功能將連接到自身的B計算機MAC地址記住,形成一個節點與MAC地址的對應表。

目前,市場上可供選擇的交換機種類比較多,按端口可以分為5口、8口、16口以及24口等交換機;按端口的傳輸速率可以分為10Mbps交換機、100Mbps交換機、10Mbps/100Mbps自適應交換機、10Mbps/100Mbps/1000Mbps自適應交換機以及1000Mbps交換機等。下面讓我們來瞭解一下交換機的各種性能參數。

IEEE 802.3系列標準:IEEE 802.3標準是指以太網標準,定義的傳輸速率為10Mbps;而IEEE 802.3u標準是指快速以太網標準,定義的傳輸速率為100Mbps;IEEE 802.3ab標準是千兆以太網(非屏蔽雙絞線)標準,定義的傳輸速率為1000Mbps;IEEE 802.3x標準一般指流量控制標準,通過該標準可以控制以太網主機的流量,確保高峰通信速率期間的高吞吐量、全雙工鏈路上不會丟失通信。購買的交換機產品一般都遵循IEEE 802.3系列標準中的多個標準。

交換方式:是指交換機傳輸數據的方式,比如主流的交換方式就是存儲轉發(Store and Forward),該方式是交換機在接收到全部數據包後再轉發。另外,還有直通交換方式(Cut Through),該交換機方式是在交換機收到整個數據包之前就已經開始轉發數據。

包轉發率:是指交換機轉發數據包的速度,單位一般為pps(包每秒),一般交換機的包轉發率在幾十kpps到幾百kpps不等,包轉發率越大網速越快。全雙工與半雙工以及端口不同傳輸速率的包轉發率都是不同的。

背板帶寬:是指交換機接口處理器和數據總線之間所能吞吐的最大數據量,背板帶寬越寬越好,它是衡量交換機數據處理能力的關鍵指標之一。目前,一般5口和8口桌面交換機的背板帶寬在1Gbps~3.2Gbps之間,專業交換機的背板帶寬更高,比如一般的千兆交換機背板帶寬可以達到8.8Gbps。

VLAN:全稱Virtual Local Area Network(虛擬局域網),通過交換機的VLAN功能可以將局域網設備從邏輯上劃分成一個個網段(或者說是更小的局域網),從而實現虛擬工作組的數據交換技術。通過VLAN還可以防止局域網產生廣播效應,加強網段之間的管理和安全性。

堆疊:是指通過專用的連接電纜將兩台或多台交換機相互連接起來,比如要連接兩台交換機,可以從一台堆疊交換機的UP堆疊端口直接連接到另一台堆疊交換機的DOWN堆疊端口,以實現單台交換機端口數的擴充。

提示:在選購交換機的時候,主要注意交換機支持的標準和協議、端口、傳輸介質、交換方式、包轉發率、背板帶寬等,對於企業級的交換機,還需要注意是否支持VLAN以及堆疊等功能。

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什麼是可網管交換機


什麼是可網管交換機  
  按是否可網管,交換機分為可網管交換機和不可網管交換機。這兩種交換機的區別在哪裡呢?不可網管的交換機是不能被管理的,這裡的管理是指通過管理端口執行監控交換機端口、劃分VLAN、設置Trunk端口等管理功能。而可網管交換機則可以被管理,它具有端口監控、劃分VLAN等許多普通交換機不具備的特性。  
  一台交換機是否是可網管交換機可以從外觀上分辨出來。可網管交換機的正面或背面一般有一個串口或並口,通過串口電纜或並口電纜可以把交換機和計算機連接起來,這樣便於設置。  
  可網管交換機的管理方式  
  可網管交換機可以通過以下幾種途徑進行管理:通過RS-232 串行口(或並行口)管理、通過網絡瀏覽器管理和通過網絡管理軟件管理。  
  1. 通過串口管理  
  可網管交換機附帶了一條串口電纜,供交換機管理使用。先把串口電纜的一端插在交換機背面的串口裡,另一端插在普通電腦的串口裡。然後接通交換機和電腦電源。在Windows 98和Windows 2000里都提供了「超級終端」程序。打開「超級終端」,在設定好連接參數後,就可以通過串口電纜與交換機交互了,如圖1所示。這種方式並不佔用交換機的帶寬,因此稱為「帶外管理」(Out of band)。  
在這種管理方式下,交換機提供了一個菜單驅動的控制台界面或命令行界面。你可以使用「Tab」鍵或箭頭鍵在菜單和子菜單裡移動,按回車鍵執行相應的命令,或者使用專用的交換機管理命令集管理交換機。不同品牌的交換機命令集是不同的,甚至同一品牌的交換機,其命令也不同。使用菜單命令在操作上更加方便一些。  
  2. 通過Web管理  
  可網管交換機可以通過Web(網絡瀏覽器)管理,但是必須給交換機指定一個IP地址。這個IP地址除了供管理交換機使用之外,並沒有其他用途。在默認狀態下,交換機沒有IP地址,必須通過串口或其他方式指定一個IP地址之後,才能啟用這種管理方式。  
使用網絡瀏覽器管理交換機時,交換機相當於一台Web服務器,只是網頁並不儲存在硬盤裡面,而是在交換機的NVRAM裡面,通過程序可以把NVRAM裡面的Web程序升級。當管理員在瀏覽器中輸入交換機的IP地址時,交換機就像一台服務器一樣把網頁傳遞給電腦,此時給你的感覺就像在訪問一個網站一樣,如圖2所示。這種方式佔用交換機的帶寬,因此稱為「帶內管理」(In band)。  
  如果你想管理交換機,只要點擊網頁中相應的功能項,在文本框或下拉列表中改變交換機的參數就可以了。Web管理這種方式可以在局域網上進行,所以可以實現遠程管理。  
  3. 通過網管軟件管理  
  可網管交換機均遵循SNMP協議(簡單網絡管理協議),SNMP協議是一整套的符合國際標準的網絡設備管理規範。凡是遵循SNMP協議的設備,均可以通過網管軟件來管理。你只需要在一台網管工作站上安裝一套SNMP網絡管理軟件,通過局域網就可以很方便地管理網絡上的交換機、路由器、服務器等。通過SNMP網絡管理軟件的界面如圖3所示,它也是一種帶內管理方式。  
可網管交換機的管理可以通過以上三種方式來管理。究竟採用哪一種方式呢?在交換機初始設置的時候,往往得通過帶外管理;在設定好IP地址之後,就可以使用帶內管理方式了。帶內管理因為管理數據是通過公共使用的局域網傳遞的,可以實現遠程管理,然而安全性不強。帶外管理是通過串口通信的,數據只在交換機和管理用機之間傳遞,因此安全性很強;然而由於串口電纜長度的限制,不能實現遠程管理。所以採用哪種方式得看你對安全性和可管理性的要求了。

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