交換機(jī)與路由器配置與管理

交換機(jī)與路由器配置與管理第1頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1.1局域網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合促進(jìn)了計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，局域網(wǎng)經(jīng)歷了從單工到雙工，從共享到交換，從低速到高速，從昂貴到普及的發(fā)展過(guò)程。1.1.1共享式以太網(wǎng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍，網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）三種。局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)AN）也稱為局部網(wǎng)，是指覆蓋范圍在10公里之內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，如校園網(wǎng)，企業(yè)網(wǎng)等。第2頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日以太網(wǎng)是指運(yùn)行IEEE802.3以太網(wǎng)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)運(yùn)行的協(xié)議常見(jiàn)的主要有以太網(wǎng)協(xié)議、令牌總線、令牌環(huán)網(wǎng)，通常運(yùn)行的主要是以太網(wǎng)協(xié)議，在沒(méi)有特別指明的情況下，局域網(wǎng)通常是指以太局域網(wǎng)。1．總線結(jié)構(gòu)的共享式以太網(wǎng)共享式以太網(wǎng)是早期局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的主流，最初構(gòu)建在總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，使用同軸電纜細(xì)纜或粗纜作為公用總線來(lái)連接其他節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，提供網(wǎng)絡(luò)通信及資源共享服務(wù)，其余節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的工作站，總線的兩端安裝一對(duì)50Ω的終端電阻。第3頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日對(duì)于同軸電纜細(xì)纜，遵循10Base-2標(biāo)準(zhǔn)，每一網(wǎng)絡(luò)段的總線長(zhǎng)度最大為180m，最高傳輸率為10Mbps；粗纜遵循10Base-5標(biāo)準(zhǔn)，總線長(zhǎng)度可達(dá)500米?？偩€與工作站之間的連接距離不應(yīng)超過(guò)0.2m，總線上工作站與工作站之間不應(yīng)小于0.46m。共享式以太網(wǎng)采用廣播方式通信，總線長(zhǎng)度和工作站數(shù)目都是有限制的，一般為30臺(tái)左右。總線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性很差，只要有一臺(tái)工作站出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，都會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。第4頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2．星型結(jié)構(gòu)的共享式以太網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接可靠性很差，之后就逐漸被使用集線器（HUB）和雙絞線，以星型結(jié)構(gòu)相連的共享式以太網(wǎng)所取代。利用多臺(tái)集線器級(jí)聯(lián)或堆疊組網(wǎng)，曾是局域網(wǎng)很流行的組網(wǎng)方式。集線器是一種多端口的中繼器，共享帶寬，工作于OSI的物理層，又稱為物理層設(shè)備，是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的接線點(diǎn)，安裝連接好網(wǎng)線，通上電源之后即可使用，不需要特殊的配置。集線器的基本功能是使用廣播技術(shù)進(jìn)行信息分發(fā)，將一個(gè)端口上接收到的信號(hào)，以廣播方式發(fā)送到集線器的其他所有端口，各端口接收到廣播信息后，就會(huì)對(duì)信息進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)該信息是發(fā)給自己的，則接收，否則不予理睬。第5頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日集線器工作原理星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)中，傳輸介質(zhì)（網(wǎng)線）通常采用非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線或光纖。使用雙絞線時(shí)，其接頭采用RJ-45水晶頭。雙絞線分為屏蔽雙絞線（STP）和非屏蔽雙絞線（UTP）兩大類。非屏蔽雙絞線又分為3類（UTP-3）、5類（UTP-5）、超5類和超6類非屏蔽雙絞線。UTP-3是話音級(jí)的雙絞線纜，數(shù)據(jù)速率可達(dá)16Mbps；UTP-5是數(shù)據(jù)級(jí)雙絞線，在單位長(zhǎng)度上的絞節(jié)數(shù)更多，數(shù)據(jù)速率可達(dá)100Mbps。在以太局域網(wǎng)中，UTP-3和UTP-5分別作為10BASE-T和100BASE-T標(biāo)準(zhǔn)的通信線路，通信距離為100米。超5類和6類非屏蔽雙絞線支持100Base-TX標(biāo)準(zhǔn)，最高傳輸率為155Mbps，最大傳輸距離為120米。第6頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日由于UTP-5最大傳輸距離為100米，因此在進(jìn)行局域網(wǎng)組網(wǎng)和綜合布線時(shí)，通常遵循以下原則：·從交換機(jī)或集線器到配線架（PatchPanel）的網(wǎng)線長(zhǎng)度控制在5米以內(nèi)·從配線架到辦公室的RJ-45信息模塊（Punch-downBlock）的網(wǎng)線控制在90米以內(nèi)·從RJ-45信息插座到用戶計(jì)算機(jī)的網(wǎng)線長(zhǎng)度控制在5米以內(nèi)第7頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日雙絞線的RJ-45接頭制作時(shí)，雙絞線的線序遵循EIA/TIA568A和EIA/TIA568B兩種標(biāo)準(zhǔn)，T568A用于制作10M雙絞線，T568B用于制作100M雙絞線。目前局域網(wǎng)一般均是100M到桌面，因此網(wǎng)線制作通常采用T568B標(biāo)準(zhǔn)，兩端的線序相同，其線序?yàn)椋篍IA/TIA568B線序1腳2腳3腳4腳5腳6腳7腳8腳白橙橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕交叉線的線序?yàn)橐欢税?68B線序制作，另一端按以下方式進(jìn)行交叉制作：

1腳2腳3腳4腳5腳6腳7腳8腳白綠

綠

白橙

藍(lán)

白藍(lán)

橙

白棕

棕

第8頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日3．以太網(wǎng)工作原理

以太網(wǎng)嚴(yán)格遵循載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)協(xié)議（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，簡(jiǎn)稱CSMA/CD）。計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)前必須先進(jìn)行載波偵聽(tīng)，只有當(dāng)判定信道空閑時(shí)，才能發(fā)送數(shù)據(jù)。如果信道正忙，它就持續(xù)等待直到當(dāng)它偵聽(tīng)到信道空閑時(shí)，便將數(shù)據(jù)送出。如果兩個(gè)以上的主機(jī)同時(shí)監(jiān)聽(tīng)到信道空閑并發(fā)送數(shù)據(jù)幀，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生沖突，從而使發(fā)送的幀都成為無(wú)效幀，發(fā)送隨即宣告失敗，接下來(lái)主機(jī)就等待一個(gè)隨機(jī)長(zhǎng)的時(shí)間，然后重新進(jìn)行載波偵聽(tīng)。一臺(tái)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的其他主機(jī)只能接收，屬于半雙工通訊方式。

一般而言，對(duì)于10Mbps集線器，其工作站點(diǎn)不宜超過(guò)25個(gè)，采用100Mbps集線器時(shí)，也不宜超過(guò)35個(gè)。第9頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日4．沖突域與廣播域

使用同軸電纜以總線結(jié)構(gòu)或用共享式集線器以星型結(jié)構(gòu)構(gòu)建的以太網(wǎng)，其上的所有節(jié)點(diǎn)同處于一個(gè)共同的沖突域，一個(gè)沖突域內(nèi)不同設(shè)備同時(shí)發(fā)出數(shù)據(jù)幀就會(huì)產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致發(fā)送失敗。沖突域內(nèi)的一臺(tái)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，同處于同一個(gè)沖突域內(nèi)的其他主機(jī)都可以接收到，而且也只能接收數(shù)據(jù)，不能發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)主機(jī)太多時(shí)，沖突將成倍增加，帶寬和速度將顯著下降。廣播域是指廣播幀所能到達(dá)的范圍。連接在多個(gè)級(jí)聯(lián)在一起的集線器上的所有設(shè)備，構(gòu)成了同一個(gè)沖突域，同時(shí)也構(gòu)成了一個(gè)廣播域，此時(shí)沖突域和廣播域是相同的。而連接在一個(gè)沒(méi)有劃分VLAN的交換機(jī)上的設(shè)備，它們分別屬于不同的沖突域，交換機(jī)的每一個(gè)端口，構(gòu)成一個(gè)沖突域，接在不同端口上的主機(jī)分屬于不同的沖突域，但都屬于同一個(gè)廣播域，即交換機(jī)的所有端口構(gòu)成了同一個(gè)廣播域。

第10頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1.1.2網(wǎng)橋

由于共享式以太網(wǎng)屬于同一個(gè)沖突域，隨著用戶數(shù)量的增多，沖突會(huì)成倍提高，帶寬利用率也將顯著降低，為了隔離沖突域，出現(xiàn)了橋接技術(shù)。利用網(wǎng)橋可以將兩個(gè)或多個(gè)共享式以太網(wǎng)段連接起來(lái)，位于網(wǎng)橋兩邊的以太網(wǎng)分屬于不同的沖突域，但仍都處于同一個(gè)廣播域中。

利用網(wǎng)橋隔離沖突域

第11頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日網(wǎng)橋（Bridge）是一個(gè)局域網(wǎng)與另一個(gè)局域網(wǎng)之間建立連接的橋梁，又稱橋接器，是工作于數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的局域網(wǎng)互連為一個(gè)邏輯局域網(wǎng)，使一個(gè)局域網(wǎng)上的用戶可以通過(guò)網(wǎng)橋去訪問(wèn)另一個(gè)局域網(wǎng)中的資源，以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的互聯(lián)。

IEEE802委會(huì)員制定了兩種互不兼容的網(wǎng)橋方案用于互連局域網(wǎng)，分別是透明網(wǎng)橋和源路由選擇網(wǎng)橋。以太網(wǎng)和令牌總線網(wǎng)采用透明網(wǎng)橋，令牌環(huán)網(wǎng)通常使用路由選擇網(wǎng)橋。

透明網(wǎng)橋（transparentbridge）使用比較方便，即連即用，不需要改變現(xiàn)有局域網(wǎng)的硬軟件配置，也不需要添加或設(shè)置路由選擇表和參數(shù)，可以透明地在局域網(wǎng)之間轉(zhuǎn)發(fā)幀。所謂透明，是指局域網(wǎng)間可自由通信，就與沒(méi)有網(wǎng)橋而直接相連一樣，網(wǎng)橋?qū)τ脩羰遣豢梢?jiàn)的。

第12頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日透明網(wǎng)橋以混雜方式工作，它接收與網(wǎng)橋相連的所有局域網(wǎng)傳送的每一幀，當(dāng)一幀到達(dá)時(shí)，網(wǎng)橋必須決定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)，若要轉(zhuǎn)發(fā)，則必須進(jìn)一步?jīng)Q定轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個(gè)局域網(wǎng)中。這需要通過(guò)查詢網(wǎng)橋中保存的一張路徑表來(lái)作出決定，該表保存著目的地址和對(duì)應(yīng)的輸出路徑。查詢到后，網(wǎng)橋就直接將幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的局域網(wǎng)中；若未找到，則以廣播方式廣播該幀到與網(wǎng)橋相連接的其他所有局域網(wǎng)中（發(fā)送該幀的局域網(wǎng)不廣播），當(dāng)目標(biāo)計(jì)算機(jī)回應(yīng)后，就可得知相應(yīng)的路徑，網(wǎng)橋便會(huì)將該路徑添加到路徑表中，以后就可直接轉(zhuǎn)發(fā)了。網(wǎng)橋具有逆向?qū)W習(xí)功能，當(dāng)網(wǎng)橋剛開(kāi)始工作時(shí)，路徑表是空的，但可通過(guò)逆向?qū)W習(xí)法來(lái)獲知路徑并逐步建立起路徑表。逆向?qū)W習(xí)是指網(wǎng)橋通過(guò)檢查收到幀的源地址及輸入路徑（從中可獲得地址與路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系），從而找到目的站及其輸出路徑的方法。第13頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

利用網(wǎng)橋雖然隔離了沖突域，但網(wǎng)橋會(huì)廣播未知目的的數(shù)據(jù)幀，很容易形成廣播風(fēng)暴，導(dǎo)致無(wú)法正常通訊或通訊速度和效率降低。為解決該問(wèn)題，出現(xiàn)了以路由器為中心的局域網(wǎng)，路由器可以隔離廣播域，徹底杜絕廣播風(fēng)暴。但路由器的誕生是為了解決遠(yuǎn)程的、不同網(wǎng)段的互連互通，主要用于廣域網(wǎng)的低速數(shù)據(jù)鏈路。路由就是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的IP數(shù)據(jù)包中的目的IP地址，結(jié)合路由表，以決定將該IP數(shù)據(jù)包發(fā)到通往目的地的“下一跳”。由于路由算法比較復(fù)雜，早期的路由器一般都是基于CPU，以“單跳時(shí)鐘”指令計(jì)算的方式來(lái)處理和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，這種方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度是比較低的，而且端口十分昂貴。進(jìn)入90年代后，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了交換機(jī)的誕生，路由器的升級(jí)換代，以及路由器和交換機(jī)的融合，出于成本考慮，于是出現(xiàn)了交換式以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)。

第14頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1.1.3交換式以太網(wǎng)

最早的以太網(wǎng)交換機(jī)出現(xiàn)在1995年，其前身是網(wǎng)橋，交換機(jī)使用的算法與網(wǎng)橋基本相同，交換機(jī)可簡(jiǎn)單理解為是一個(gè)多端口的網(wǎng)橋，連接在端口上的主機(jī)或網(wǎng)段獨(dú)享帶寬。交換機(jī)的算法相對(duì)較簡(jiǎn)單，硬件廠商將算法進(jìn)行固化，生產(chǎn)出了交換機(jī)的核心ASIC芯片，從而實(shí)現(xiàn)了基于硬件的線速度交換機(jī)。

目前的以太網(wǎng)交換機(jī)已具備強(qiáng)大的交換處理能力和豐富的功能，如VLAN劃分，生成樹(shù)協(xié)議、組播支持、服務(wù)質(zhì)量等。交換機(jī)和路由器已成為局域網(wǎng)組網(wǎng)的核心關(guān)鍵設(shè)備，交換式以太網(wǎng)成為目前最流行的組網(wǎng)方式。

1．交換機(jī)簡(jiǎn)介

第15頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

交換機(jī)是工作于OSI的第2層，即數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，能識(shí)別MAC地址，通過(guò)解析數(shù)據(jù)幀中的目的主機(jī)的MAC地址，能將數(shù)據(jù)幀快速地從源端口轉(zhuǎn)發(fā)至目的端口，從而避免與其他端口發(fā)生碰撞，提高了網(wǎng)絡(luò)的交換和傳輸速度。

3層交換機(jī)是帶路由功能的交換機(jī)，可工作在OSI的第3層，即網(wǎng)絡(luò)層，也可工作在第2層。3層交換機(jī)作為3層設(shè)備使用時(shí)相當(dāng)于一個(gè)多端口的路由器。3層交換機(jī)能根據(jù)IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

2．交換機(jī)的工作原理

交換機(jī)的工作原理是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，它將某個(gè)端口發(fā)送的數(shù)據(jù)幀先存儲(chǔ)下來(lái)，通過(guò)解析數(shù)據(jù)幀，獲得目的MAC地址，然后在交換機(jī)的MAC地址與端口對(duì)應(yīng)表中，檢索該目的主機(jī)所連接到的交換機(jī)端口，找到后就立即將數(shù)據(jù)幀從源端口直接轉(zhuǎn)發(fā)到目的端口。

第16頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

交換機(jī)各端口是獨(dú)享帶寬，并可實(shí)現(xiàn)全雙工通訊。比如，1臺(tái)100Mbps的24口交換機(jī)，其每個(gè)端口均可同時(shí)達(dá)到100Mbps的通訊速度。

利用交換機(jī)提高了數(shù)據(jù)的交換處理速度和效率，但連接在交換機(jī)上的所有設(shè)備仍都處于同一個(gè)廣播域。

由于局域網(wǎng)技術(shù)中，廣播幀是大量被使用的，這些大量的廣播幀將占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，并給主機(jī)為處理廣播幀而造成額外的負(fù)荷。網(wǎng)絡(luò)越大，用戶數(shù)越多，就越容易形成廣播風(fēng)暴，因此，必須對(duì)廣播域進(jìn)行隔離，以抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。要隔離廣播域，可使用路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)，路由器不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀，可有效實(shí)現(xiàn)分割廣播域，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間的通訊。但由于路由器的成本較貴，為了實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的解決方案，于是誕生了虛擬局域網(wǎng)技術(shù)（VLAN）。

第17頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1.1.4虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)（VirtualLocalAreaNetwork，簡(jiǎn)稱為VLAN）是將局域網(wǎng)從邏輯上劃分若干個(gè)子網(wǎng)的交換技術(shù)。每個(gè)子網(wǎng)形成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)段，稱為一個(gè)VLAN，每個(gè)網(wǎng)段內(nèi)所有主機(jī)間的通訊和廣播僅限于該VLAN內(nèi)，廣播幀不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)到其他網(wǎng)段，即一個(gè)VLAN就是一個(gè)廣播域，VLAN間是不能進(jìn)行直接通信的，從而就實(shí)現(xiàn)了對(duì)廣播域的分割和隔離。

要實(shí)現(xiàn)VLAN間的通訊，需借助外部路由器的路由轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或利用3層交換機(jī)的路由模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。在目前的局域網(wǎng)組網(wǎng)中，普遍使用虛擬局域網(wǎng)技術(shù)來(lái)隔離和減小廣播域。第18頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1.2交換機(jī)的分類與性能指標(biāo)

1.2.1交換機(jī)的分類

1．從廣義上分，交換機(jī)分為廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。廣域網(wǎng)交換機(jī)主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信的基礎(chǔ)平臺(tái)；而局域網(wǎng)交換機(jī)則應(yīng)用于局域網(wǎng)，用于連接終端設(shè)備。2．從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上分，交換機(jī)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)、萬(wàn)兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等。3．從所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模來(lái)劃分，可分為企業(yè)級(jí)交換機(jī)（又稱中心交換機(jī)）、部門(mén)級(jí)交換機(jī)（又稱骨干交換機(jī)）和工作組級(jí)交換機(jī)（又稱桌面交換機(jī)）三種。

第19頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日4．根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，交換機(jī)可分為固定端口交換機(jī)和模塊化交換機(jī)。固定端口交換機(jī)只能提供有限的端口和固定類型的接口，從連接的用戶數(shù)量和所使用的傳輸介質(zhì)上看，存在一定的局限性。這類交換機(jī)也有桌面式和機(jī)架式之分，機(jī)架式便于安裝和管理。

5．根據(jù)工作協(xié)議的層分類，交換機(jī)可分類第2層交換機(jī)、第3層交換機(jī)和第4層交換機(jī)。第2層交換機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層的信息（MAC地址）完成不同端口間的數(shù)據(jù)交換。接入層交換機(jī)一般就采用第2層交換機(jī)。第3層交換機(jī)具有路由功能，能識(shí)別網(wǎng)絡(luò)層的IP信息，并將IP地址用于網(wǎng)絡(luò)路徑的選擇，并能夠在不同網(wǎng)段間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的線速交換。第20頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日6．根據(jù)交換機(jī)在源和目的端口間傳送數(shù)據(jù)包時(shí)所采用的交換方式，可將交換機(jī)分為直通式交換機(jī)、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式交換機(jī)和無(wú)碎片直通式交換機(jī)三種。

1.2.2交換機(jī)的性能指標(biāo)

1．性能指標(biāo)影響交換機(jī)性能的指標(biāo)主要是Mpps和背板帶寬。⑴MppsMpps是MillionPacketPerSecond的縮寫(xiě)，即每秒可轉(zhuǎn)發(fā)多少個(gè)百萬(wàn)數(shù)據(jù)包。其值越大，交換機(jī)的交換處理速度也就越快。第21頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日⑵背板帶寬背板帶寬也是衡量交換機(jī)的重要指標(biāo)之一，它直接影響交換機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)流處理能力。對(duì)于由幾百臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成的中小型局域網(wǎng)，幾十Gbps的背板帶寬一般可滿足應(yīng)用需求；對(duì)于由幾千甚至上萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)而構(gòu)成的大型局域網(wǎng)，比如高校校園網(wǎng)或城域教育網(wǎng)，則需要支持幾百Gbps的大型3層交換機(jī)，如Cisco5000、6500系列。2．功能指標(biāo)交換機(jī)通常應(yīng)具備以下方面的功能，以增強(qiáng)交換機(jī)的應(yīng)用能力。⑴支持組播組播不同于單播（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信）和廣播，它可以跨網(wǎng)段將數(shù)據(jù)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)中的一組節(jié)點(diǎn)，在視頻點(diǎn)播、視頻會(huì)議、多媒體通訊中應(yīng)用較多。第22頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日⑵支持QoSQoS是QualityofService（服務(wù)質(zhì)量）的縮寫(xiě)。QoS機(jī)制能夠識(shí)別通過(guò)交換機(jī)的數(shù)據(jù)包的特征，并根據(jù)這些特征采取不同的傳輸策略，對(duì)于多媒體傳輸意義很重大。利用QoS可以給不同的應(yīng)用程序分配不同的帶寬。⑶廣播抑制功能在某些情況下，3層交換機(jī)需要轉(zhuǎn)發(fā)廣播包，比如DHCP客戶機(jī)發(fā)送的BootP廣播包，但是不能任由廣播包任意廣播，而是在廣播包超過(guò)一定數(shù)量的時(shí)候能加以限制。因此，交換機(jī)應(yīng)具備廣播抑制功能。

⑷支持端口聚合功能

端口聚合是指將若干個(gè)端口聚合捆綁在一起，形成一個(gè)邏輯端口或者稱為EtherChannel。通過(guò)端口聚合，可成倍提高端口的通信速度。

第23頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日⑸支持802.1q協(xié)議或ISL協(xié)議IEEE802.1q協(xié)議和ISL協(xié)議是trunk鏈路打標(biāo)封裝協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)跨交換機(jī)的VLAN。目前的交換機(jī)一般均支持802.1q協(xié)議。ISL協(xié)議是Cisco交換機(jī)特有的類似功能的協(xié)議。⑹支持802.1d協(xié)議

IEEE802.1d協(xié)議也即生成樹(shù)協(xié)議。在大型網(wǎng)絡(luò)中，為提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，往往采用冗余鏈路的方式保證網(wǎng)絡(luò)的連通，為防止網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)環(huán)路，必須運(yùn)行生成樹(shù)協(xié)議。此時(shí)交換機(jī)就必須支持該協(xié)議。

⑺支持的協(xié)議對(duì)于局域網(wǎng)，一般支持IP和IPX協(xié)議就能滿足要求。目前的交換機(jī)一般均支持。第24頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日⑻支持流量控制能夠控制交換機(jī)的數(shù)據(jù)流量，HDX、FDX是通用的流量控制標(biāo)準(zhǔn)，目前的交換機(jī)一般均支持。⑼易于擴(kuò)展對(duì)于核心層交換機(jī)，應(yīng)注意其擴(kuò)展性，通常應(yīng)是模塊化的交換機(jī)，能在未來(lái)根據(jù)應(yīng)用的需要，通過(guò)添加功能模塊，來(lái)增強(qiáng)交換機(jī)的功能和增加接口。

1.2.3交換機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介

目前生產(chǎn)交換機(jī)的主流廠商主要有Cisco和華為3COM公司，其生產(chǎn)的交換機(jī)是市場(chǎng)應(yīng)用的主流。

第25頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1．Cisco的低端交換機(jī)Cisco低端交換機(jī)主要有3500XL、2900和2950系列，通常用作接入層交換機(jī)。2900系列主要有Catalyst2916、2926G、2948G、2948G-L3（3層交換機(jī)）。

CiscoCatalyst2950-24交換機(jī)

CiscoCatalyst2950C-24交換機(jī)

第26頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2．Cisco中端交換機(jī)

Cisco中端交換機(jī)主要有3500系列和3550系列，3550是新的產(chǎn)品系列。3500系列目前常用的主要有CiscoCatalyst3524、3548，后兩位數(shù)字指提供的端口數(shù)量。

CiscoCatalyst3550系列是一種新型的企業(yè)級(jí)可堆疊交換機(jī)，具備高可用性、可擴(kuò)展性和安全性，通過(guò)所提供的一系列快速以太網(wǎng)和千兆位以太網(wǎng)配置，Catalyst3550系列可作為中型網(wǎng)絡(luò)的線速3層交換機(jī)，可用作接入層或匯聚層交換機(jī)，主要產(chǎn)品有Catalyst3550-12T、3550-12G、3550-24、3550-48。

CiscoCatalyst3550-12T與3550-12G交換機(jī)

第27頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日CiscoCatalyst3550-24交換機(jī)CiscoCatalyst3550-48交換機(jī)

3．Cisco高端交換機(jī)

Cisco高端交換機(jī)主要有Catalyst4000系列、Catalyst4500系列、Catalyst5000系列和Catalyst6500系列，主要用作大型網(wǎng)絡(luò)的核心交換機(jī)。

4000系列目前已過(guò)時(shí)，被4500系列取代。Catalyst4500是新一代的產(chǎn)品系列，支持第2/3/4層交換，具體型號(hào)主要有CiscoCatalyst4503（3個(gè)插槽）、CiscoCatalyst4506（6個(gè)插槽）、CiscoCatalyst4507R（7個(gè)插槽）。

第28頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日CiscoCatalyst4006的接線面板

第29頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日Catalyst6500系列主要為企業(yè)和電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)提供高度可用、安全的融合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這些交換機(jī)可滿足骨干網(wǎng)、分布層、布線室結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)中心環(huán)境對(duì)高可用性、可擴(kuò)展性、高級(jí)服務(wù)和多層交換越來(lái)越高的要求。該系列提供有3插槽、6插槽、9插槽和13插槽的機(jī)箱，以及多種集成式服務(wù)模塊，包括數(shù)千兆位的網(wǎng)絡(luò)安全性、內(nèi)容交換、語(yǔ)音和網(wǎng)絡(luò)分析模塊，能提供48到576個(gè)10/100/1000以太網(wǎng)端口，和支持192個(gè)1Gbps或32個(gè)10Gbps骨干網(wǎng)端口，能作為每秒數(shù)億個(gè)數(shù)據(jù)包處理能力的網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)。

第30頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1.2.4千兆位接口轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合促進(jìn)了計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，局域網(wǎng)經(jīng)歷了從單工到雙工，從共享到交換，從低速到高速，從昂貴到普及的發(fā)展過(guò)程。1.1.1共享式以太網(wǎng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍，網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）三種。局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)AN）也稱為局部網(wǎng)，是指覆蓋范圍在10公里之內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，如校園網(wǎng)，企業(yè)網(wǎng)等。第31頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1.1局域網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介Cisco行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的千兆位接口轉(zhuǎn)換器（GBIC）是一種熱插拔的輸入/輸出設(shè)備，該設(shè)備插入到千兆位以太網(wǎng)端口/插槽內(nèi)，負(fù)責(zé)將端口與光纖網(wǎng)絡(luò)連接在一起。Cisco提供的可供選擇的GBIC主要有以下幾款產(chǎn)品。

1．WS-G5484WS-G54841000BaseSX工作在普通的多模光纖鏈路上，工作波長(zhǎng)為850nm，最大傳輸距離達(dá)550米。CiscoWS-G54841000BaseSX光纖模塊

第32頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2．WS-G5486W