交換機(jī)
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交換機(jī)是一種用于電信號或光信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它可以為接入交換機(jī)的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號通路，從而保證帶寬不被占用。交換機(jī)有多個端口，每個端口都具有橋接功能，可以連接一個局域網(wǎng)或一臺高性能服務(wù)器或工作站，非常適合辦公場所使用。接下來就和小編一起來看看交換機(jī)的百科吧。
交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層，它有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣，所有的端口都掛接在這條背部總線上。工作時，交換機(jī)首先會根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。然后，交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)某個接收端口回應(yīng)后，交換機(jī)會學(xué)習(xí)新的MAC地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中，從而把網(wǎng)絡(luò)“分段”。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應(yīng)的端口，而不是所有的端口。
交換機(jī)在同一時刻可進(jìn)行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸，每一端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點(diǎn)B可同時向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。【詳細(xì)>>】
1、學(xué)習(xí)MAC地址
交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來，并存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。如果接收到新的端口回應(yīng)，它可以學(xué)習(xí)新的MAC地址并記錄好。
2、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀
當(dāng)一個數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口。
3、消除回路
當(dāng)交換機(jī)包括一個冗余回路時，以交換機(jī)通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時允許存在后備路徑。
4、連接不同網(wǎng)絡(luò)
交換機(jī)除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡(luò)之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間起到互連作用。如今許多交換機(jī)都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機(jī)或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。
5、劃分局域網(wǎng)
交換機(jī)可以像網(wǎng)橋那樣，將局域網(wǎng)分為多個沖突域，每個沖突域都是有獨(dú)立的寬帶，因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。【詳細(xì)>>】
1、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍可分為局域網(wǎng)交換機(jī)和廣域網(wǎng)交換機(jī)，廣域網(wǎng)交換機(jī)主要是應(yīng)用于電信城域網(wǎng)互聯(lián)、互聯(lián)網(wǎng)接入等領(lǐng)域的廣域網(wǎng)中。局域網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備。
2、根據(jù)傳輸介質(zhì)和傳輸速度
根據(jù)傳輸介質(zhì)和傳輸速度可分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、10千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、ATM交換機(jī)、FDDI交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)。
3、根據(jù)交換機(jī)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層次
根據(jù)交換機(jī)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層次可劃分為企業(yè)級交換機(jī)、校園網(wǎng)交換機(jī)、部門級交換機(jī)和工作組交換機(jī)、桌機(jī)型交換機(jī)。
4、根據(jù)交換機(jī)端口結(jié)構(gòu)
根據(jù)交換機(jī)端口結(jié)構(gòu)可劃分為固定端口交換機(jī)和模塊化交換機(jī)。
5、根據(jù)工作協(xié)議層
根據(jù)工作協(xié)議層可劃分為第二層交換機(jī)、第三層交換機(jī)和第四層交換機(jī)。二層交換機(jī)是對應(yīng)于OSI／RM的第二協(xié)議層來定義的，三層交換機(jī)是對應(yīng)于OSI／RM開放體系模型的第三層來定義的，四層交換機(jī)是依據(jù)TCP/UDP（第四層）應(yīng)用端口號來定義的。【詳細(xì)>>】
1、直通式
直通方式的以太網(wǎng)交換機(jī)可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機(jī)。它在輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包時，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，啟動內(nèi)部的動態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口，實(shí)現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲，延遲非常小、交換非?？欤@是它的優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是，因?yàn)閿?shù)據(jù)包內(nèi)容并沒有被以太網(wǎng)交換機(jī)保存下來，所以無法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤，不能提供錯誤檢測能力。由于沒有緩存，不能將具有不同速率的輸入/輸出端口直接接通，而且容易丟包。
2、存儲轉(zhuǎn)發(fā)
存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的方式。它把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲起來，然后進(jìn)行CRC（循環(huán)冗余碼校驗(yàn)）檢查，在對錯誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址，通過查找表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出包。正因如此，存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時延時大，這是它的不足，但是它可以對進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯誤檢測，有效地改善網(wǎng)絡(luò)性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口間的轉(zhuǎn)換，保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作。
3、碎片隔離
這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64個字節(jié)，如果小于64字節(jié)，說明是假包，則丟棄該包；如果大于64字節(jié)，則發(fā)送該包。這種方式也不提供數(shù)據(jù)校驗(yàn)。它的數(shù)據(jù)處理速度比存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式快，但比直通式慢。【詳細(xì)>>】
（1）工作層次不同
最初的的交換機(jī)是工作在OSI/RM開放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈路層，也就是第二層，而路由器一開始就設(shè)計(jì)工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。由于交換機(jī)工作在OSI的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），所以它的工作原理比較簡單，而路由器工作在OSI的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），可以得到更多的協(xié)議信息，路由器可以做出更加智能的轉(zhuǎn)發(fā)決策。
（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所依據(jù)的對象不同
交換機(jī)是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的目的地址。而路由器則是利用不同網(wǎng)絡(luò)的ID號（即IP地址）來確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的地址。IP地址是在軟件中實(shí)現(xiàn)的，描述的是設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò)，有時這些第三層的地址也稱為協(xié)議地址或者網(wǎng)絡(luò)地址。MAC地址通常是硬件自帶的，由網(wǎng)卡生產(chǎn)商來分配的，而且已經(jīng)固化到了網(wǎng)卡中去，一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網(wǎng)絡(luò)管理員或系統(tǒng)自動分配。
（3）傳統(tǒng)的交換機(jī)只能分割沖突域，不能分割廣播域，而路由器可以分割廣播域。
由于交換機(jī)連接的網(wǎng)段仍屬于同一個廣播域，廣播數(shù)據(jù)包會在交換機(jī)連接的所有網(wǎng)段上傳播，在某些情況下會導(dǎo)致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網(wǎng)段會被分配成不同的廣播域，廣播數(shù)據(jù)不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機(jī)具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。
（4）路由器提供了防火墻的服務(wù)
路由器僅僅轉(zhuǎn)發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包，不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和未知目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳送，從而可以防止廣播風(fēng)暴。
交換機(jī)一般用于LAN-WAN的連接，交換機(jī)歸于網(wǎng)橋，是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，有些交換機(jī)也可實(shí)現(xiàn)第三層的交換。路由器用于WAN-WAN之間的連接，可以解決異性網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)分組，作用于網(wǎng)絡(luò)層。他們只是從一條線路上接受輸入分組，然后向另一條線路轉(zhuǎn)發(fā)。這兩條線路可能分屬于不同的網(wǎng)絡(luò)，并采用不同協(xié)議。相比較而言，路由器的功能較交換機(jī)要強(qiáng)大，但速度相對也慢，價格昂貴，第三層交換機(jī)既有交換機(jī)線速轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以廣泛應(yīng)用。【詳細(xì)>>】
1、看板帶寬
背板帶寬是我們在選購交換機(jī)時應(yīng)該十分注意的一個性能指標(biāo)，它標(biāo)志著一個交換機(jī)總的吞吐能力。背板帶寬越高，你的交換機(jī)負(fù)載數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力就越強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)瓶頸就越低。背板帶寬以Gbit/s為單位，從幾Gbit/s到幾百Gbit/s不等，一般來說固定端口交換機(jī)背板帶寬較低，而模塊化交換機(jī)背板帶寬較高，當(dāng)然背板帶寬越高的價格也就越貴，消費(fèi)者可根據(jù)實(shí)際需求選擇。
2、包轉(zhuǎn)發(fā)率
包轉(zhuǎn)發(fā)率這項(xiàng)指標(biāo)也是選購交換機(jī)不可忽視的，包轉(zhuǎn)發(fā)率以數(shù)據(jù)包為單位體現(xiàn)了交換機(jī)的交換能力，單位是Mpps（百萬包/秒），消費(fèi)者可根據(jù)實(shí)際需求選擇。
3、端口速率
端口速率也是衡量交換機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，目前低端交換機(jī)一般都能夠提供10M、100M速率，高端交換機(jī)能夠提供1000M甚至更高。
4、端口密度
端口密度是指一臺交換機(jī)所支持的最大端口數(shù)量，這也是我們在選購交換機(jī)能直接看出來的，目前，市面上的低端固定交換機(jī)一般提供幾個到幾十個不等，而企業(yè)模塊化化交換機(jī)提供的端口會更多。
5、看品牌
大品牌的產(chǎn)品質(zhì)量往往有保障，售后服務(wù)較好，生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟，價格定位也合理，國家監(jiān)管也比較嚴(yán)格，消費(fèi)者可根據(jù)自己的實(shí)際需求，選購合適的交換機(jī)產(chǎn)品。【詳細(xì)>>】
1、對比法
所謂對比法，就是利用現(xiàn)有的、相同型號的且能夠正常運(yùn)行的交換機(jī)作為參考對象，和故障交換機(jī)之間進(jìn)行對比，從而找出故障點(diǎn)。這種方法簡單有效，尤其是系統(tǒng)配置上的故障，只要簡單地對比一下就能找出配置的不同點(diǎn)，但是有時要找一臺型號相同、配置相同的交換機(jī)也不是一件容易的事。
2、排除法
當(dāng)我們面對故障現(xiàn)象并分析問題時，無意中就已經(jīng)學(xué)會使用排除法來確定發(fā)生故障的方向了。這種方法是指依據(jù)所觀察到的故障現(xiàn)象，盡可能全面地列舉出所有可能發(fā)生的故障，然后逐個分析、排除。在排除時要遵循有簡到繁的原則，提高效率。使用這種方法可以應(yīng)付各種各樣的故障，但維護(hù)人員需要有較強(qiáng)的邏輯思維，對交換機(jī)知識有全面深入的了解。
3、替換法
這是我們最常用的方法，也是在維修電腦中使用頻率較高的方法。替換法是指使用正常的交換機(jī)部件來替換可能有故障的部件，從而找出故障點(diǎn)的方法。它主要用于硬件故障的診斷，但需要注意的是，替換的部件必須是相同品牌、相同型號的同類交換機(jī)才行。【詳細(xì)>>】
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