互换机产品知识

产品知识培训—互换机
1 概念：
互换 switching 是依照通信两头传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方式，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。

广义的互换机switch确实是一种在通信系统中完成信息互换功能的设备。

2 互换机的工作原理：
互换和互换机最先起源于通信系统(PSTN)，咱们此刻还能在老电影中看到如此的场面:首长(主叫用户)拿起话筒来一阵猛摇，局端是一排插满线头的机械，戴着耳麦的话务小姐接到连接要求后，把线头插在相应的出口，为两个用户端成立起连接，直到通话终止。

那个进程确实是通过人工方式成立起来的互换。

固然此刻咱们早已普及了程控互换机，互换的进程都是自动完成。

在运算机网络系统中，互换概念的提出是关于共享工作模式的改良。

咱们以前介绍过的集线器确实是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB 为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确信是不是接收。

也确实是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通信，若是发生碰撞还得重试。

这种方式确实是共享网络带宽。

互换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部互换矩阵。

互换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，操纵电路收到数据包以后，处置端口会查找内存中的地址对照表以确信目的(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上，通过内部互换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC假设不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后互换机遇“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。

利用互换机也能够把网络“分段”，通过对照地址表，互换机只许诺必要的网络流量通过互换机。

通过互换机的过滤和转发，能够有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的显现，幸免共享冲突。

互换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。

每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全数的带宽，不必同其他设备竞争利用。

当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全数带宽，都有着自己的虚拟连接。

假使那个地址利用的是10Mbps的以太网互换机，那么该互换机这时的总流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而利用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也可不能超出10Mbps。

总之，互换机是一种基于识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。

互换性能够“学习”MAC地址，并把其寄存在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间成立临时的互换途径，使数据帧直接由源地址抵达目的地址。

3 互换机的应用:
作为局域网的要紧连接设备，以太网互换机成为应用普及最快的网络设备之一。

随着互换技术的不断进展，以太网互换机的价钱急剧下降，互换到桌面已是大势所趋。

若是你的以太网络上拥有大量的用户、忙碌的应用程序和各式各样的效劳器，而且你还未对网络结构做出任
何调整，那么整个网络的性能可能会超级低。

解决方式之一是在以太网上添加一个10/100Mbps的互换机，它不仅能够处置10Mbps的常规以太网数据流，而且还能够支持100Mbps的快速以太网连接。

若是网络的利用率超过了40%，而且碰撞率大于10%，互换性能够帮你解决一点问题。

带有100Mbps快速以太网和10Mbps以太网端口的互换性能够全双工方式运行，能够成立起专用的20Mbps到200Mbps连接。

不仅不同网络环境下互换机的作用各不相同，在同一网络环境下添加新的互换机和增加现有互换机的互换端口对网络的阻碍也不尽相同。

充分了解和把握网络的流量模式是可否发挥互换机作用的一个超级重要的因素。

因为利用互换机的目的确实是尽可能的减少和过滤网络中的数据流量，因此若是网络中的某台互换机由于安装位置设置不妥，几乎需要转发接收到的所有数据包的话，互换机就无法发挥其优化网络性能的作用，反而降低了数据的传输速度，增加了网络延迟。

除安装位置之外，若是在那些负载较小，信息量较低的网络中也盲目添加互换机的话，一样也可能起到负面阻碍。

受数据包的处置时刻、互换机的缓冲区大小和需要从头生成新数据包等因素的阻碍，在这种情形下利用简单的HUB要比互换机更为理想。

因此，咱们不能一概以为互换机就比HUB有优势，尤其当用户的网络并非拥堵，尚有专门大的可利用空间时，利用HUB更能够充分利用网络的现有资源。

4 互换机的互换方式
直通式(Cut Through)
直通方式的以太网互换性能够明白得为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵互换机。

它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现互换功能。

由于不需要存储，延迟超级小、互换超级快，这是它的优势。

它的缺点是，因为数据包内容并无被以太网互换机保留下来，因此无法检查所传送的数据包是不是有误，不能提供错误检测能力。

由于没有缓存，不能将具有不同速度的输入/输出端口直接接通，而且容易丢包。

存储转发(Store & Forward)
存储转发方式是运算机网络领域应用最为普遍的方式。

它把输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC(循环冗余码校验)检查，在对错误包处置后才掏出数据包的目的地址，通过查找表转换成输出端口送出包。

正因如此，存储转发方式在数据处置时延时大，这是它的不足，可是它能够对进入互换机的数据包进行错误检测，有效地改善网络性能。

尤其重要的是它能够支持不同速度的端口间的转换，维持高速端口与低速端口间的协同工作。

碎片隔离(Fragment Free)
这是介于前二者之间的一种解决方案。

它检查数据包的长度是不是够64个字节，若是小于64字节，说明是假包，那么抛弃该包;若是大于64字节，那么发送该包。

这种方式也不提供数据校验。

它的数据处置速度比存储转发方式快，但比直通式慢。

5 互换机的分类:
从广义上来看，互换机分为两种:广域网互换机和局域网互换机。

广域网互换机要紧应用于电信领域，提供通信誉的基础平台。

而局域网互换机那么应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。

从传输介质和传输速度上可分为以太网互换机、快速以太网互换机、千兆以太网互换机、FDDI互换机、ATM互换机和令牌环互换机等。

从规模应用上又可分为企业级互换机、部门级互换机和工作组互换机等。

各厂商划分的尺度并非是完全一致的，一样来讲，企业级互换机都是机架势，部门级互换性能够是机架势(插槽数较少)，也能够是固定配置式，而工作组级互换机为固定配置式(功能较为简单)。

另一方面，从应用的规模来看，作为骨干互换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的互换机为企业级互换机，支持300个信息点以下中型企业的互换机为部门级互换机，而支持100个信息点之内的互换机为工作组级互换机。

6 互换机大体功能
互换机的要紧功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列和流控。

目前互换机还具有了一些新的功能，如对VLAN(虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持，乃至有的还具有防火墙的功能。

互换机除能够连接同种类型的网络之外，还能够在不同类型的网络(如以太网和快速以太网)之间起到互连作用。

现在许多互换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口，用于连接网络中的其它互换机或为带宽占用量大的关键效劳器提供附加带宽。

一样来讲，互换机的每一个端口都用来连接一个独立的网段，可是有时为了提供更快的接入速度，咱们能够把一些重要的网络运算机直接连接到互换机的端口上。

如此，网络的关键效劳器和重要用户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量。

7 互换机与集线器的区别:
集线器--集线器也叫Hub，工作在物理层（最底层），没有相匹配的软件系统，是纯硬件设备。

集线器要紧用来连接运算机等网络终端。

集线器为共享式带宽，连接在集线器上的任何一个设备发送数据时，其他所有设备必需等待，此设备享有全数带宽，通信完毕，再由其他设备利用带宽。

正因此，集线器连接了一个冲突域的网络。

所有设备彼此交替利用，就好象大伙儿一路过一根独木桥一样。

集线器不能判定数据包的目的地和类型，因此若是是广播数据包也仍然转发，而且所有设备发出数据以广播方式发送到每一个接口，如此集线器也连接了一个广播域的网络。

互换机-------互换机Switch，工作在数据链路层（第二层），略微高端一点的互换机都有一个操作系统来支持。

和集线器一样要紧用于连接运算机等网络终端设备。

互换机比集线器加倍先进，许诺连接在互换机上的设备并行通信，比如高速公路上的汽车并行行使一样，设备间通信可不能再发生冲突，因此互换机打破了冲突域，互换机每一个接口是一个冲突域，可不能与其他接口发生通信冲突。

而且有系统的互换性能够记录MAC地址表，发送的数据可不能再以广播方式发送到每一个接口，而是直接抵达目的接口，节省了接口带宽。

可是互换机和集线器一样不能判定广播数据包，会把广播发送到全数接口，因此互换机和集线器一样连接了一个广播域网络。

高端一点的互换机不仅能够记录MAC地址表，还能够划分VLAN（虚拟局域网）来隔离广播，可是VLAN间也一样不能通信。

要使VLAN间能够通信，必需有三层设备介入。

总结：
集线器：纯硬件、用于连接网络终端、不能打破冲突域和广播域。

互换机：拥有软件系统、用于连接网络终端、能够打破冲突域，可是不能分割广播域。

8 咱们公司的智能互换机。

代表产品TEH120八、TEH121六、TEH1224。

以太网技术以后的进展都是以应用为核心。

因此，应用的多样化对网络产品的智能性要求会愈来愈高。

由于技术的进展，用户网络的规模愈来愈大，网络应用也愈来愈复杂，再加上千兆的普及，边缘接入的带宽愈来愈宽，网络智能应用开始由核心向边缘扩散，在核心和边缘上都有智能产品，形成了此刻的智能互换体系。

TEH1224的特点：
8.2.1 端口VLAN分组。

能够将一个物理的局域网划分成多个虚拟局域网，对网络进行系统划分，增加平安
性。

8.2.2 端口流量操纵。

能够从端口限制流量，确保网络资源的合理分派。

8.2.3 端口镜像。

通过端口监控，实现对网络访问的记录及非法网站的屏蔽。

9 相关的专业术语说明：
全双工：互换机的全双工是指互换机在发送数据的同时也能够接收数据，二者同步进行，这仿佛咱们平常打一样，说话的同时也能够听到对方的声音。

目前的互换机都支持全双工。

全双工的益处在于迟延小，速度快。

半双工：所谓半双工确实是指一个时刻段内只有一个动作发生，举个简单例子，一天窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两量车对开，这种情形下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，那个例子就形象的说明了半双工的原理。

初期的对讲机、和初期集线器等设备都是实行半双工的产品。

MAC地址表：互换机之因此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所有节点发送数据包，最关键的技术确实是互换性能够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地址表的地址。

那个MAC地址表寄存于互换机的缓存中，并记住这些地址，如此一来当需要向目的地址发送数据时，互换机就可在MAC地址表中查找那个MAC地址的节点位置，然后直接向那个位置的节点发送。

所谓MAC地址数量是指互换机的MAC地址表中能够最多存储的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。

可是不同档次的互换机每一个端口所能够支持的MAC数量不同。

在互换机的每一个端口，都需要足够的缓存来经历这些MAC地址，因此Buffer（缓存）容量的大小就决定了相应互换机所能经历的MAC地址数多少。

通常互换机只要能够经历1024个MAC地址大体上就能够够了，而一样的互换机通常都能做到这一点，因
此若是对网络规模不是专门大的情形下，这参数无需太多考虑。

固然越是高级的互换性能记住的MAC地址数就越多，这在选择时要视所连网络的规模而定了。

VLAN支持：VLAN，是英文Virtual Local Area Network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（注意，不是从物理上划分）成一个个网段（或说是更小的局域网LAN），从而实现虚拟工作组（单元）的数据互换技术。

VLAN这一新兴技术要紧应用于互换机和路由器中，但目前主流应用仍是在互换机当中。

只是不是所有互换机都具有此功能，只有三层以上互换机才具有此功能，这一点能够查看相应互换机的说明书即可得知。

VLAN的益处要紧有三个：
(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
性能够看成多个逻辑的互换机利用。

(2)网络的平安。

不同VLAN不能直接通信，杜绝了广播信息的不平安性。

(3)灵活的治理。

更改用户所属的网络没必要换端口和连线，只更改软件配置就能够够了。

VLAN技术的显现，使得治理员依如实际应用需求，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都包括一组有着相同需求的运算机工作站，与物理上形成的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，因此同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站能够在不同物理LAN网段。

由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都可不能转发到其他VLAN中，从而有助于操纵流量、减少设备投资、简化网络治理、提高网络的平安性。

VLAN除能将网络划分为多个广播域，从而有效地操纵广播风暴的发生，和使网络的拓扑结构变得超级灵活的优势外，还能够用于操纵网络中不同部门、不同站点之间的相互访问。

网络标准：局域网（LAN）的结构要紧有三种类型：以太网（Ethernet）、令牌环（Token Ring）、令牌总线(Token Bus)和作为这三种网的骨干网光纤散布数据接口（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个与局域网有关的标准,它们别离是：IEEE ── 通用网络概念及网桥等
IEEE ── 逻辑链路操纵等
IEEE ──CSMA/CD访问方式及物理层规定
IEEE ──ARCnet总线结构及访问方式,物理层规定
IEEE ──Token Ring访问方式及物理层规定等
IEEE ── 城域网的访问方式及物理层规定
IEEE ── 宽带局域网
IEEE ── 光纤局域网(FDDI)
IEEE ── ISDN局域网
IEEE ── 网络的平安
IEEE ── 无线局域网
背板带宽：互换机的背板带宽，是互换机接口处置器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。

背板带宽标志了互换机总的数据互换能力，单位为Gbps，也叫互换带宽，一样的互换机的背板带宽从几Gbps 到上百Gbps不等。

一台互换机的背板带宽越高，所能处置数据的能力就越强，但同时设计本钱也会越高。

一般来讲，计算方法如下:
1）线速的背板带宽
考察交换机上所有端口能提供的总带宽。

计算公式为端口数*相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽≤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×+百兆端口数量*+其余类型端口数*相应计算方法，如果这个速率能≤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×+百兆端口数量*+其余类型端口数*相应计算方法，如果这个速率能≤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。

包转发率：包转发率标志了互换机转发数据包能力的大小。

单位一样位pps（包每秒），一样互换机的包转发率在几十Kpps到几百Mpps不等。

包转发速度是指互换机每秒能够转发多少百万个数据包（Mpps），
即互换性能同时转发的数据包的数量。

包转发率以数据包为单位表现了互换机的互换能力。

其实决定包转发率的一个重要指标确实是互换机的背板带宽，背板带宽标志了互换机总的数据互换能
力。

一台互换机的背板带宽越高，所能处置数据的能力就越强，也确实是包转发率越高。

10 部份产品功能简介：
TEG1216T 16口全千兆Web-Smart交换机
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◆ 产品简述：
TEG1216T交换机提供16个10/100/1000M端口，两个共享的SFP接口，支持千兆电口与千兆SFP模块光纤接口
的自动切换，用户可以按需求，灵活地将网络从100米扩展至80千米以上。

TEG1216支持Web管理方式，提供
端口镜像、端口带宽控制、Port Base/Tag VLAN、TRUNK以及静态MAC地址表、QoS、端口安全、端口流量统
计等智能配置，支持全中文的Web管理界面，功能强大且易于使用，是工作组及小区宽带接入网络的理想选择。

◆主要特性：
符合，，，以太网标准
16个10/100/1000M自适应RJ45端口，支持平行/交叉线自动识别(Auto MDI/MDIX)功能
提供两个共享的SFP接口，支持千兆电口与千兆SFP光纤接口的自动切换
支持全双工流控，半双工背压(Backpressure)流控
高达48Gbps的背板带宽，支持无阻塞线速转发
采用存储--转发架构，集成8K MAC地址表，充分满足各种应用的需求
支持16组Port VLAN，支持IEEE Tag VLAN，VLAN ID范围从1－4094
支持端口汇聚（Trunk）功能，提供4个 Trunk组，每组最多可选4个端口成员
支持静态MAC地址表的管理
提供端口带宽控制功能，最小粒度为64kbps
支持QoS功能，提供三种优先级映射模式、4个优先级转发队列、16级队列权值控制
提供端口安全控制功能，支持端口MAC地址老化控制、端口MAC地址学习控制，端口MAC地址绑定，每端口最多可绑定128组MAC地址
支持广播风暴智能控制功能，提供广播类型、广播比例设置选项
支持端口镜像功能
支持指定IP地址方式，或者启用DHCP客户端自动获取的方式来设置交换机IP地址
支持Web管理，提供全中文的管理界面
支持基于HTTP的交换机系统软件升级、配置文件的备份与恢复功能
支持线路诊断功能
支持流量统计功能，动态显示交换机端口的接收－转发数据包的状况
内置开关电源，1U钢壳，19英寸标准机架结构设计。