交换机基本知识交换机知识入门

交换机基本知识交换机知识入门

交换机是日常生活工作中经常用到的物品，但不少人队交换机基本知识却不是很了解，本文从交换机的起源、类型、应用、交换方式等方面介绍了交换机基本知识（入门知识），希望对大家有所帮助。

交换机定义

什么是交换机？交换机英文名称为Switch，也称为交换式集线器，交换机是构建网络平台的“基石”，又称网络开关它是一种基于MAC地址(网卡的硬件标志)识别，能够在通信系

”功

交换机的应用

作为局域网的主要连接设备，交换机成为应用普及最快的网络设备之一。随着交换技术的不断发展，交换机的价格急剧下降，交换机的普及度进一步增加。

如果你的以太网络上拥有大量的用户、繁忙的应用程序和各式各样的服务器，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非常低。解决方法之一是在以太网上添加一个100Mbps/1000Mbps的交换机。

如果网络的利用率超过了40％，并且碰撞率大于10％，交换机可以帮你解决一点问题。带有100Mbps快速以太网的交换机可以全双工方式运行，可以建立起专用的200Mbps连接。

不仅不同网络环境下交换机的作用各不相同，在同一网络环境下添加新的交换机和增加

现有交换机的交换端口对网络的影响也不尽相同。充分了解和掌握网络的流量模式是能否发挥交换机作用的一个非常重要的因素。因为使用交换机的目的就是尽可能的减少和过滤网络中的数据流量，所以如果网络中的某台交换机由于安装位置设置不当，几乎需要转发接收到的所有数据包的话，交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，如果在那些负载较小，信息量较低的网络中也盲目添加交换机的话，同样也可能起到负面影响。受数据包的处理时间、交换机的缓冲区大小以及需要重新生成新数据包等因素的影响，在这种情况下使用简单的HUB要比交换机更为理想。因此，我们不能一概认为交换机就比HUB有优势，尤其当用户的网络并不拥挤，尚有很大的可利用空间时，使用HUB更能够充分利用网络的现有资源。

交换机的交换方式

交换机的交换方式是交换机的入门知识。

交换机有3种交换方式：

1．直通式（Cut Through）

直通式的交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。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，实现交换功能。由于不需要存储，延迟非常小、交换非常快，这是它的优点。它的缺点是，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，不能提供错误检测能力。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，而且容易丢包。

2．存储转发（Store ＆Forward）

存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。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，在对错误包处理后才取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，交换机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，有效地改善网络性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。

3．碎片隔离（Fragment Free）

这是介于前两者之间的一种解决方案。交换机检查数据包的长度是否够64个字节，如果小于64字节，说明是假包，则丢弃该包；如果大于64字节，则发送该包。这种方式也不提供数据校验。它的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。

交换机功能

、

6. IEEE 802.3x

流量控制标准

7. IEEE 802.1X

基于端口的访问控制标准

8. IEEE 802.1q

VLAN标准

9. IEEE 802.1p

流量优先权控制标准

10. IEEE 802.1d

生成树协议

11. 数据链路层

位于ISO/OSI参考模型第二层，负责在节点间的线路上通过检测、流量控制和重发等一系列手段无差错的传送一帧为单位的数据，使得从它的上一层（网络层）看起来是一条无差错的链路。

12. 全、半双工

在网络中，全双工是指接收与发送采用两个相互独立的通道，可同时进行，互不干扰。而半双工则是接收与发送共用一个通道，同一时刻只能发送或只能接收，所以半双工可能会产生冲突。我们所说的交换机是个全双工设备，而集线器是半双工设备。

13. MAC地址

MAC地址就是在媒体接入层使用的地址，通俗点说就是网卡（局域网节点）的物理地址。在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别主机（局域网节点）的，它一般也是

21. VLAN（Virtual Local Area Network,虚拟局域网）

是由一组终端工作站组成的广播域，处于同一VLAN的主机（交换机端口）才能互相通信，它不需要考虑具体布线结构就可以建立逻辑工作组。配置灵活，增加系统的安全性。

22. Port VLAN

基于端口的VLAN，处于同一VLAN端口之间才能相互通信。

23. Tag VLAN

基于IEEE 802.1Q，用VID来划分不同的VLAN。

24. VID（VLAN ID）

VLAN的标识符，用于表示某个Tag VLAN。

25. MTU VLAN

在交换机的VLAN设置时，将每个用户所占用的端口与上行端口划分为一个单独的VLAN。

26. MAC地址老化时间

交换机中各端口具有自动学习地址的功能，通过端口发送和接收的帧的源地址(源MAC地址、交换机端口号)将存储到地址表中。老化时间是一个影响交换机学习进程的参数。从一个地址记录加入地址表以后开始计时，如果在老化时间内各端口未收到源地址为该MAC地址的帧，那么，这些地址将从动态转发地址表（由源MAC地址、目的MAC地址和它们相对应的交换机的端口号）中被删除。静态MAC地址表不受地址老化时间影响。

27. 静态地址表

静态MAC地址区别与一般的由学习得到的动态MAC地址。静态地址一旦被加入，该地址在删除之前将一直有效，不受最大老化时间的限制。静态地址表记录了端口的静态地址。静态地址表中一个MAC地址对应一个端口，如果设置，则所有发给这个地址的数据只会转发

(或

发率都是不同的。

33.背板带宽

是指交换机接口处理器和数据总线之间所能吞吐的最大数据量，背板带宽越宽越好，它是衡量交换机数据处理能力的关键指标之一。目前，一般5口和8口桌面交换机的背板带宽在1Gbps～3.2Gbps之间，专业交换机的背板带宽更高，比如一般的千兆交换机背板带宽可以达到8.8Gbps。

34.VLAN

全称Virtual Local Area Network(虚拟局域网)，通过交换机的VLAN功能可以将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段(或者说是更小的局域网)，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。通过VLAN还可以防止局域网产生广播效应，加强网段之间的管理和安全性。