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內容簡介

作者介紹

目錄

序

詳細資料

隨著網絡的普及，很多家庭都有自家的寬頻上網，而很多用戶都不清楚什麼是交換機，跟路由器有什麼區別。 交換機（swITch）是一種在通信系統中完成信息交換功能的網絡設備。 「交換機」是一個舶來詞，源自英文「SwITch」，原意是「開關」，我國技術界在引入這個詞彙時，翻譯為「交換」。在英文中，動詞「交換」和名詞「交換機」是同一個詞（注意 在這裡所講的「交換」特指寬頻、網際網路網絡數據中的信號交換技術，與物品交換不是同一個概念）。是一種用於電信號轉發的網絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網絡節點提供獨享的電信號通路。最常見的交換機是乙太網交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。 ... 光纖交換機 ... 光纖交換機 在計算機網絡系統中，交換概念的提出是對於共享工作 ... 網絡交換機 模式的改進。HUB集線器(就是所有線路集中匯總到一個設備里的）就是一種共享設備，HUB本身不能識別目的地址，當同一區域網內的A主機給B主機傳輸數據時，數據包在以 HUB為架構的網絡上是以廣播方式傳輸的，由每一臺終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。在這種工作方式下，同一時刻網絡上只能傳輸一組數據幀的通訊，如果發生碰撞還得重試。這種方式就是共享網絡帶寬。通俗的說，普通交換機是不帶管理功能的，一根進線，其他接口接到電腦上就可以正常使用了。 ......... 乙太網交換機 交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。目前交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬區域網）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火牆的功能。 交換機的基本功能； 1． 像集線器一樣，交換機提供了大量可供線纜連接的埠，這樣可以採用星型拓撲布線。 2． 像中繼器、集線器和網橋那樣，當它轉發幀時，交換機會重新產生一個不失真的方形電信號。 3． 像網橋那樣，交換機在每個埠上都使用相同的轉發或過濾邏輯。 4． 像網橋那樣，交換機將區域網分為多個衝突域，每個衝突域都是有獨立的寬頻，因此大大提高了區域網的帶寬。 5． 除了具有網橋、集線器和中繼器的功能以外，交換機還提供了更先進的功能，如虛擬區域網（VLAN）和更高的性能。 交換技術允許共享型和專用型的區域網段進行帶寬調整，以減輕區域網之間信息流通出現的瓶頸問題。現在已有乙太網、快速乙太網、FDDI和ATM技術的交換產品。 類似傳統的橋接器，交換機提供了許多網絡互聯功能。交換機能經濟地將網絡分成小的衝突網域，為每個工作站提供更高的帶寬。協議的透明性使得交換機在軟體配置簡單的情況下直接安裝在多協議網絡中；交換機使用現有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網卡，不必作高層的硬體升級；交換機對工作站是透明的，這樣管理開銷低廉，簡化了網絡節點的增加、移動和網絡變化的操作。 利用專門設計的集成電路可使交換機以線路速率在所有的埠並行轉發信息，提供了比傳統橋接器高得多的操作性能。如理論上單個乙太網埠對含有64個八進位數的數據包，可提供14880bps的傳輸速率。這意味著一臺具有12個埠、支持6道並行（即同等的帶寬速率）數據流的「線路速率」乙太網交換器必須提供89280bps的總體吞吐率（6道信息流X14880bps/道信息流）。專用集成電路技術使得交換器在更多埠的情況下得以實現上述性能，其埠造價低於傳統型橋接器。 交換機(Switch)是一種基於Mac(網卡的硬體地址)識別，為始發者和接收者之間建立臨時的聯網路徑。 交換機分為：二層交換機、三層交換機或更高層的交換機。三層交換機可以有路由的功能，而且比低端路由器的轉發速率更快。 交換機的主要特點是：一次路由，多次轉發。 路由器有兩大典型功能，即數據通道功能和控制功能。 路由器(Router)亦稱選徑器，是在網絡層實現互連的設備。它比網橋更加複雜，也具有更大的靈活性。路由器有更強的異種網互連能力，連接對象包括區域網和廣域網。過去路由器多用於廣域網，由於路由器性能有了很大提高，價格下降到與網橋接近，因此在區域網互連中也越來越多地使用路由器。路由器是一種連接多個網絡或網段的網絡設備，它能將不同網絡或網段之間的數據信息進行"翻譯"，以使它們能夠相互"讀"懂對方的數據，從而構成一個更大的網絡。路由器有兩大典型功能，即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等，一般由特定的硬體來完成;控制功能一般用軟體來實現，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。 就路由器與交換機來說，主要區別體現在以下幾個方面: (1)工作層次不同 最初的的交換機是工作在OSI/RM開放體系結構的數據鏈路層，也就是第二層，而路由器一開始就設計工作在OSI模型的網絡層。由於交換機工作在OSI的第二層(數據鏈路層)，所以它的工作原理比較簡單，而路由器工作在OSI的第三層(網絡層)，可以得到更多的協議信息，路由器可以做出更加智能的轉發決策。 (2)數據轉發所依據的對象不同 交換機是利用物理地址或者說Mac地址來確定轉發數據的目的地址。而路由器則是利用不同網絡的ID號(即IP位址)來確定數據轉發的地址。IP位址是在軟體中實現的，描述的是設備所在的網絡，有時這些第三層的地址也稱為協議地址或者網絡地址。MAC地址通常是硬體自帶的，由網卡生產商來分配的，而且已經固化到了網卡中去，一般來說是不可更改的。而IP位址則通常由網絡管理員或系統自動分配。 (3)傳統的交換機只能分割衝突域，不能分割廣播域;而路由器可以分割廣播域 由交換機連接的網段仍屬於同一個廣播域，廣播數據包會在交換機連接的所有網段上傳播，在某些情況下會導致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網段會被分配成不同的廣播域，廣播數據不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有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)路由器提供了防火牆的服務 路由器僅僅轉發特定地址的數據包，不傳送不支持路由協議的數據包傳送和未知目標網絡數據包的傳送，從而可以防止廣播風暴。 交換機一般用於LAN-LAN的連接，交換機歸於網橋，是數據鏈路層的設備，有些交換機也可實現第三層的交換。路由器用於WAN-WAN之間的連接，可以解決異性網絡之間轉發分組，作用於網絡層。他們只是從一條線路上接受輸入分組，然後向另一條線路轉發。這兩條線路可能分屬於不同的網絡，並採用不同協議。相比較而言，路由器的功能較交換機要強大，但速度相對也慢，價格昂貴，第三層交換機既有交換機線速轉發報文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以廣泛應用。 (5)總之，可以這麼認為，交換機在具體的城域網中往往扮演著VLAN透傳的角色，就是橋。而路由器默認的是不支持二層的，路由器的每一個埠都是一個獨立的廣播域和衝突域，而交換機是只有一個廣播域和埠數量的衝突域，在二層交換機上存在MAC表，三層交換機上存在路由表.MAC.ARP表，在路由器上存在路由表和ARp表。比如當一個路由器上有一個2層的vlan100和另外一個路由器上的3層vlan100對接的時候，是不通的，這時候我們需要藉助L2VPN技術來進行互通，比較流行的就是VPLS技術。 簡單理解為交換機在數據鏈層的設備（簡單理解為在機房使用）數據同流交換功能，靠MAC尋址。是允許共享型和專用型的區域網段進行帶寬調整，以減輕區域網之間信息流通出現的瓶頸問題，提供了許多網絡互聯功能。其輸入網速是多少，其經過交換機分配並行再輸出的也是同等的。 路由器在網絡層根據IP位址尋址，而路由器選（路）徑，相當於中心分機設備。 最早的通信方式是電話，只要一根足夠長的導線，在導線兩端加上電話就能實現語音交談。 後來出現了計算機，那時候計算機真的是為了計算使用的，每臺計算機獨立工作，如果計算機之間想交換信息，就通過軟盤（類似今天的U盤）進行數據拷貝共享。 再後來，計算機數量越來越多，通過軟盤拷貝的方式來交換數據顯然滿足不了需求了，這時候出現了集線器，所有電腦都通過線纜接入集線器，這樣就可以實現計算機之間互相通信，但是集線器只是簡單的把計算機連接在一起，只要往集線器上發送數據，全部的計算機都會接收到數據，也就是說一臺計算機發送數據時會占用全部計算機的通信線路，其它計算機就無法再發送數據。 ... 最後，出現了交換機，交換機比集線器厲害的地方是：交換機會學習，雖然全部的計算機都通過網線插到交換機上，但是只要計算機發送過一次數據，交換機會記錄計算機的Mac地址，下一次計算機再發送數據，交換機會只給目標計算機發送數據，而不是全部的計算機都能接收到數據，這樣就不會占用其它計算機通信線路。 ... 交換機另一個本事是存儲轉發，上面說了交換機可以允許同一時間多臺計算機之間通信，如果數據量很大交換機來不及處理怎麼辦，把數據扔了嗎？交換機的做法是先把數據接收下來，存儲起來，然後前面的數據處理完畢了再把存儲里的數據發送出去。如果數據量一直都很大，交換機存儲滿了，就會把最早的數據丟掉，所以交換機內存大小很關鍵。做項目時經常遇到監控視頻卡頓，這往往是因為便宜的交換機內存緩衝太小導致的，現在很多監控廠家推出監控專用交換機，主打口號都是「大內存」，具體多大也沒見寫出來。 以上是最基本的交換機功能，在這個基礎上演變出了：管理型交換機、POE交換機、三層交換機等。 比如管理型交換機具有VLAN（虛擬區域網）、埠隔離、轉發控制等功能；POE交換機具備同時傳輸數據和給設備供電功能；三層交換機具有路由功能。 ... 現在項目上使用交換機已經非常普遍，而交換機的選擇更重要的是適用於不同的場景。國內廠家經過多年的發展，都形成了監控、園區、教育、數據中心等多個類別的交換機系列，我們需要針對不同場景，選擇不同的交換機解決方案。 ...

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