啥都玫说之网络篇-5.3交换机

zuenl571

交换机(Switch)也叫做局域网交换机(LAN switches)指的是用在交换式局域网内进行数据交换的设备。是一个数据链路层，也就是第二层网络设备，前边也说了，它替代了网桥，也可以理解为一个多接口的网桥。传统的以太网中，在任意一个时刻网络中只能有一个站点发送数据，其他站点只可以接收信息，若想发送数据，只能退避等待。因此，共享式以太网的固定带宽被网络上所有站点共享，随机占用，网络中的站点越多，每个站点平均可以使用的带宽就越窄，网络的响应速度就越慢。交换机的出现解决了这个问题。在交换式局域网中，采用了交换机设备，只要发送数据的源节点和目的节点不冲突，那么数据发送就完全并行，这样大大提高了数据传送的速率。不过交换机和网桥还是又区别的，它们的共同点都工作在数据链路层，采用自学算法建立转发表。不同点是网桥的端口一般连接一个网段的集线器；交换机除了域集线器连接还可以直接与主机连接。

那么交换机得看点什么呢？首先要先说一个概念就是交换机得接口，在交换机的配置命令当中叫做interface，但是很多教材却翻译为端口，不知道为什么，个人觉得端口容易和协议的端口混淆，所以还是应该叫做接口，感觉才对。

交换机也有处理能力，交换机的处理能力叫做背板带宽容量(backplane)或者交换机容量，有的产品说明还会用“交换结构为xxGbit/s”的形式来描述处理能力。交换机容量为bit/s(比特每秒)，该值越大，表明交换机在单位时间内所传输的数据越多。当整个背板带宽容量中所有接口的总带宽小于该背板带宽容量时，整个背板带宽容量表现为非阻塞形式，也就是带宽十分富裕，没有等待处理的情况。反zfhije.gq之当所有接口总带宽超过背板带宽容量时，则称为过载。在交换机只有快速以太网接口时，如果处理能力达到端口数*2*100Mbit/s的数值，也可以称之为非阻塞交换结构。其中“*2”表示上行与下行均采用100Mbit/s的全双工通信。以一台有8个接口的快速以太网交换机为例，如果其背板容量达到8*2*100=1600Mbit/s，即达到1.6Gbit/s就可以将其视为非阻塞。同样，对于千兆以太网接口而言，只要处理能力达到端口数*2*1Gbit/s的数值，即可将其视为非阻塞。

还有一个指标包转发率，用来衡量网络设备转发数据能力的标准。交换机的包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般为pps(包每秒)。也可以这么说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能力。决定包转发率的一个重要指标就是交换机的背板带宽，背板带宽标志了交换机总的数据交换能力。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，也就是包转发率越高。包转发率和背板带宽是相辅相成的，互相tdnudi.gq影响的。

计算公式：满配置GE(千兆)端口数*1.488+满配置百兆端口数*0.1488(单位Mpps)

这个千兆端口包转发速率1.448Mbps怎么来的呢？ 1000000000/8/(64+8+12)=1488 095.2380952pps即1.488Mpps

解释一下：

1000000000：100Mbps端口传输速率

第一个8：每个字节8位

64：以太网帧的最小长度

第二个8：以太网帧前导码

12：帧间隙

交换机有很多的分类方式，但是最重要的根据用途分类，根据思科倡导的布网3层模型，交换机还可以根据其在网络中所出的位置和用途分类。

|名称|说明| |:-|:-| |核心交换机(核心层)|通过管理作为骨干网络的汇聚层交换机来完成高速任务的交换机。当企业网络分布在多个楼宇中时，通过汇聚交换机将接入交换机以楼层为单位集中，最终通过楼宇间的核心交换机完成高速交换。核心交换机可以使用二层交换机，也可以使用三层交换机。| |汇层交换机(汇聚层)|汇聚入交换机的交换机，也可以称为分布交换机。有时也可以省去该层，仅使用核心层和接入层构建网络。| |接入交换机(接入层)、边缘交换机|直接连接用户的个人计算机、IP电话等终端的交换机。一般分配在企业的各楼层中，也称为楼层交换pjiduk.gq机。|

还剩下几个小名词，就是交换机的堆叠和级联。

堆叠是用专用的接口把交换机连接起来，当作一个交换机使用。堆叠的接口具有很高的带宽，一般在1Gbps以上。而级联通常是用普通网线把几个交换机连接起来，使用普通的接口或级联接口，带宽通常为100M以下，这样下级的所有工作站就只能共享较窄的出口，从而获得较低的性能。堆叠实际上把每台交换机的母板总线连接在一起，不同交换机任意二接口之间的延时是相等的，就是一台交换机的延时。而级联就会产生比较大的延时(级联是上下级的关系)。级联的层次是有限制的。而且每层的性能都不同，最后层的性能最差。而堆叠是把所有堆叠的交换机的背板带宽共享。例如一台交换机的背板带宽为2G，那么3台交换机堆叠的话，每台交换机在交换时就有6G的背板带宽。而brokol.gq且堆叠是同级关系，每台交换机的性能是一样的。堆叠只有在自己厂家的设备之间，且此设备必须具有堆叠功能才可实现。级联只需单做一根双绞线(或其他媒介)，堆叠需要专用的堆叠模块和堆叠线缆，而这些设备可能需要单独购买。虽然级联和堆叠都可以实现接口数量的扩充，但是级联后每台集线器或交换机在逻辑上仍是多个被网管的设备，而堆叠后的数台集线器或交换机在逻辑上是一个被网管的设备。

堆叠与级联的区别：

对设备要求不同。级联可通过一根双绞线在任何网络设备厂家的交换机之间，或者交换机与集线器之间完成。而堆叠只有在自己厂家的设备之间，并且该交换机必须具有堆叠功能才可实现。

对连接介质要求不同。级联时只需一根跳线，而堆叠则需要专用的堆叠模块和堆叠线缆，当然堆叠模块是需要另外订购的。

最大连yoegax.gq接数不同。交换机间的级联，在理论上没有级联数的限制。但是，叠堆内可容纳的交换机数量，各厂商都会明确地进行限制。

管理方式不同。堆叠后的数台交换机在逻辑上是一个被网管的设备，可以对所有交换机进行统一的配置与管理。而相互级联的交换机在逻辑上是各自独立的，必须依次对其进行配置和管理每台ymyrpz.gq交换机。

设备间连接带宽不同。多台交换机级联时会产生级联瓶颈，并将导致较大的转发延迟。例如，4台百兆位交换机通过跳线级联时，彼此之间的连接带pvweaa.gq宽也是100Mbps。当连接至不同交换机上的计算机之间通信时，也只能通过这条百兆位连接，从而成为传输的瓶颈。同是，随着转发次数的epopva.gq增加，网络延迟也将变得很大。而4台交换机通过堆叠连接在一起时，堆叠线缆将能提供高于1Gbps的背板带宽，从而可以实现所有交换机之间的高速连接。尽管级联时交换机之间可以借助链路汇聚技术来增加带宽，但是，这是以牺牲可用接口为代价的。

交换机先说到这里，我们这里说的都是工作在数据链路层的二层交换机，也就是L2交换jfppdn.gq机，后边还由三层交换机，不过还是得说完路由器再说。

虽然由点乱，但是除了配置以外的内容，基本都在这里了。