交換機應該如何分類與選擇?知識深入全面

fans news 發佈 2021-11-27T06:24:10+00:00

交換機各類繁多,不同種類的交換機性能各異,我們在選擇前就需要知道自己需要的種類,交換機可以從不同的方式進行分類,那麼交換機如何進行分類?

交換機各類繁多,不同種類的交換機性能各異,我們在選擇前就需要知道自己需要的種類,交換機可以從不同的方式進行分類,那麼交換機如何進行分類?

一、交換機的分類

交換機的分類如同人的屬性一樣,我們都會有不同的角色,在家庭環境下一個女子可能是女兒、媽媽、妻子,在工作環境中,她可能是同事、領導,不同的場景下身份不一樣,這些都是一個人身上的標籤,交換機在不同的場景下也會有不同的標籤,根據劃分依據的不同,突出的重點也不一樣,如下圖所示:

在以上7種場景下,可以擴展出多種交換機的類型,其實這些分類下並不衝突,一台核心交換機是一台三層交換機,具有可堆疊、可管理的功能,那麼不管是稱它為核心交換機還是三層交換機、可堆疊交換機,說的其實都是一個設備。

雖然說交換機的叫法很多,不過現在常見的是按照網絡構成劃分,也就是說一般比較接入層交換機、匯聚層交換機、核心層交換機的人更常見,接下來重點分析一下這三種類型的交換機該如何選擇。

接入層、匯聚層、核心層為三層網絡架構,其中核心層為主幹網絡,匯聚層提供基於策略的連接,接入層主要連接設備,就像是公司的組織結構一樣,高層管理、中層管理和基層員工,各司其職,共同保證公司的正常運轉。

接入層交換機

1、接入層交換機的特點:

接入層交換機主要是解決相鄰用戶之間的訪問需求,我們辦公常常用到的共享地址就是接入層交換機的功勞,使得在同一區域網內的用戶可以訪問指定路徑下的文件,大大的方便了日常的工作。同時,在一些大型的網絡中,接入層的交換機還具有用戶管理和用戶信息收集的功能,比如用戶認證,識別用戶ip等等。

2、接入層交換機選擇建議:

接入層交換機的需求量是最大的,在終端連接的交換機需要滿足多埠低成本的特性,因此主要考慮性價比因素,在功能上要求不是很高。

匯聚交換機

1、匯聚層交換機的特點:

匯聚層交換機從名字上看就是多台接入層交換機的匯聚部分,用來傳遞核心層交換機和接入層交換機的信息,匯聚層交換機可以實現策略,根據編輯好的程序實現VLAN之間的路由、工作組接入、地址過濾等功能。

2、匯聚層交換機的選擇建議:

由於它所處的地位它的性能必須必接入層更高才、交換速度更快才能滿足上傳下遞的需要。

那麼有人會有疑問了,倘若是核心層的交換機埠數足夠多,性能足夠好,應用環境傳輸距離近,匯聚層交換機是不是可以省略了,直接將核心交換機與接 入層交換機連接。

答案是可以的,這就像有些小公司只有一個經理具有領導權一樣,其他人都是平起平坐,這樣的話可以省去很多中間成本,而且網絡線路檢查維護起來也更方便。

核心交換機


1、核心層交換機的特點:

核心層交換機需要滿足的條件就更多了,作為骨幹傳輸網絡需要高可靠性、高效性、可管理性、低延時性等等。

2、核心層交換機的選擇建議:

選擇核心交換機應重點比較交換機的吞吐量、帶寬等因素,選擇千兆甚至萬兆以上的可管理交換機。

二、交換機的技術指標

1、轉發技術

直通轉發技術就是交換機獲取到數據包目的地址,就開始向目的埠發送數據包。通常,交換機在接收到數據包的前6個字節時,就已經知道目的地址,從而可以決定向哪個埠轉發這個數據包。直通轉發技術速率快、延時少和吞吐率高。但當網絡中誤碼率較高時,交換機會轉發所有的完整數據包和錯誤數據包,這將給整個交換網絡帶來許多錯誤通訊包。直通轉發技術適用於網絡鏈路質量好的網絡環境。

存儲轉發技術要求交換機在接收到全部數據包後再決定如何轉發,交換機在轉發之前檢查數據包完整性和正確性。它的優點是:沒有殘缺數據包轉發,減少了潛在的不必要數據轉發。它的缺點是:轉發速率比直接轉發技術慢。所以,存儲轉發技術比較適應於普通鏈路質量的網絡環境。


2、背板吞吐量及緩衝區大小

背板吞吐最也稱背板帶寬,單位是每秒通過的數據包個數(pps),表示交換機接口處理器或接口卡和數據總線間所能吞吐的最大數據量。一台交換機的背板帶寬越高,所能處理數據的能力就越強。


緩衝區大小,又叫做包緩衝區大小,是一種數據隊列機制,由交換機用來進行不同網絡設備之間的速度匹配。速率高的設備所發送的數據可以存儲在緩衝區內,直到被慢速設備處理為止。緩衝區大小由緩衝調度算法算出,過大的緩衝空問需要相對多的尋址時間,緩衝空間過小會在發生擁塞時引起丟包出錯。


3、延時

交換機延時是指從交換機接收到數據包到開始向目的埠複製數據包之問的時間間隔。有許多因素會影響延時大小,比如轉發技術、緩衝區大小等等。


4、管理功能

為方便網管員管理,及用戶控制訪問交換機,通常交換機應支持SNMP MIB I/MIB II統計管理功能以滿足常用網管管理軟體,如OPENVIEW、SUN Solstice Domain Manager或IBM網絡管理(NetView)遠程管理交換機,甚至還會增加通過內置RMON組(mini—RMON)來支持RMON主動監視功能,或提供通過WEB頁面、命令行方式(eLI)對設備進行遠程的監控,以最終實現故障管理、性能管理、配置管理、安全管理等常用管理功能。


5、MAC地址表大小及MAC地址類型

連接到區域網上的每個埠或設備都需要一個MAC地址,其他設備要用到此地址來定位特定的埠及更新路由表和數據結構。MAC地址表大小能反映出該設備所支持的節點數能力。單MAC地址類型交換機連接最終用戶或非橋接設備,不能接集線器等多網絡設備網段。多MAC地址交換機則可以在每埠存多個MAC地址具有較強的多節點支持力。

6、擴展樹

為保障網絡的安全性,常對關鍵數據鏈路提供冗餘備份鏈路,由於交換機實際上是多埠的透明橋接設備,從而引發「拓撲環」問題。交換機通過採用擴展樹協議算法讓網絡中的每一個橋接設備相互知道,自動防止拓撲環現象。交換機並將檢測到的「拓撲環」中的某個埠斷開,以達到消除「拓撲環」的目的,維持網絡中的拓撲樹的完整性。


7、是否全雙工

全雙工埠可以同時發送和接收數據,但這要求交換機和所連接的設備都支持全雙工工作方式。

具有全雙工功能的交換機可實現高吞吐量(兩倍於單工模式埠吞吐量)、避免碰撞、突破CSMA圮D鏈路長度限制,通信鏈路的長度限制只與物理介質有關,交換機埠最好能實現全伴雙工自動轉換。


8、高速埠集成

交換機可以提供高帶寬」管道」(固定埠、可選模塊或多鏈路隧道)滿足交換機的交換流量與上級主幹的交換需求。防止出現主幹通信瓶頸。如FDDI、ATM、G比特光模塊等。


9、最大VLAN數量

此參數反映了一台設備所能支持的最大VLAN數目,就目前交換機所能支持的最大VLAN數目(1024以上)來看,足以滿足一般企業的需要。


10、擴充性配置

機架插槽數、擴展槽數、最大可堆疊數、10/1013/000M乙太網埠數、最大ATM埠數、最大SONET埠數、最大FDDI埠數、最大電源數等多個硬體指標將直接反映交換機的擴充能力及與其它骨幹網絡設備的互聯互通能力。

對不同的用戶在選擇中還有不同的要求,如實施對數據流的訪問控制(ACL)、服務質量保證(QoS)、帶寬管理以及各種控制和服務策略、支持的包過濾、負載均衡及在三層交換機對各種路由協議的支持程度等等。


總之,在進行網絡規劃設計和選擇交換機時,應仔細考察交換機的各種功能,隨著交換技術的高速發展,越來越多的交換機融合了其它網絡設備的新功能,交換機的選擇更需全面考慮、實時跟蹤新產品。

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