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交换机原理 交换机概述 交换机功能 交换机概述 交换机简介 交换机工作原理 交换机的分类 交换机的性能指标 交换机的功能指标 交换机简介 交换机是工作于 OSI 的第 2 层，即数据链路层的设备，能识别MAC 地址，通过解析数据帧中的目的主机的 MAC 地址，能将数据帧快速地从源端口转发至目的端口，从而避免与其他端口发生碰撞，提高了网络的交换和传输速度。 3 层交换机是带路由功能的交换机，可工作在 OSI 的第 3 层，即网络层，也可工作在第 2 层。3 层交换机作为 3 层设备使用时相当于一个多端口的路由器。3 层交换机能根据 IP 地址转发数据包。 交换机工作原理 交换机的工作原理是存储转发，它将某个端口发送的数据帧先存储下来，通过解析数据帧，获得目的 MAC 地址，然后在交换机的MAC地址与端口对应表中， 检索该目的主机所连接到的交换机端口，找到后就立即将数据帧从源端口直接转发到目的端口。 交换机的分类 1．从广义上分 交换机分为广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信的基础平台；而局域网交换机则应用于局域网，用于连接终端设备。 交换机的分类 2．从传输介质和传输速度上分 交换机可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、万兆以太网交换机、FDDI 交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。 交换机的分类 3．从所应用的网络规模来划分 可分为企业级交换机（又称中心交换机） 、部门级交换机（又称骨干交换机）和工作组级交换机（又称桌面交换机）三种。 交换机的分类 4．根据结构的不同，交换机可分为固定端口交换机和模块化交换机。 固定端口交换机只能提供有限的端口和固定类型的接口，从连接的用户数量和所使用的传输介质上看，存在一定的局限性。这类交换机也有桌面式和机架式之分，机架式便于安装和管理。 交换机的分类 5．根据工作协议的层分类，交换机可分类第 2 层交换机、第 3 层交换机和第4 层交换机。 第2 层交换机根据数据链路层的信息（MAC地址）完成不同端口间的数据交换。接入层交换机一般就采用第2 层交换机。 第 3 层交换机具有路由功能，能识别网络层的 IP 信息，并将 IP地址用于网络路径的选择，并能够在不同网段间实现数据的线速交换。 第4层交换设备则是用传输层数据包的包头信息来帮助信息交换和传输处理的。第4层交换机的交换信息所描述的具体内容，实质上是一个包含在每个IP包中的所有协议或进程 交换机的分类 6．根据交换机在源和目的端口间传送数据包时所采用的交换方式，可将交换机分为直通式交换机、存储转发式交换机和无碎片直通式交换机三种。 交换机的性能指标 Mpps 背板带宽 Mpps Mpps是Million Packet Per Second的缩写，即每秒可转发多少个百万数据包。其值越大，交换机的交换处理速度也就越快。 背板带宽 交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。它直接影响交换机包转发和数据流处理能力。 交换机的功能指标 1 支持组播 组播不同于单播（点对点通信）和广播，它可以跨网段将数据发给网络中的一组节点，在视频点播、视频会议、多媒体通讯中应用较多。 交换机的功能指标 2 支持 QoS QoS 是Quality of Service（服务质量）的缩写。QoS 机制能够识别通过交换机的数据包的特征，并根据这些特征采取不同的传输策略，对于多媒体传输意义很重大。利用 QoS 可以给不同的应用程序分配不同的带宽。 交换机的功能指标 3 广播抑制功能 在某些情况下，3 层交换机需要转发广播包，比如DHCP 客户机发送的 BootP 广播包，但是不能任由广播包任意广播，而是在广播包超过一定数量的时候能加以限制。 因此， 交换机应具备广播抑制功能。 交换机的功能指标 4 支持端口聚合功能 端口聚合是指将若干个端口聚合捆绑在一起，形成一个逻辑端口。通过端口聚合，可成倍提高端口的通信速度。 交换机的功能指标 5 支持802.1q 协议或ISL 协议 IEEE 802.1q协议和ISL 协议是trunk 链路打包封装协议， 以实现跨交换机的VLAN。目前的交换机一般均支持 802.1q 协议。ISL 协议是Cisco 交换机特有的类似功能的协议。 交换机的功能指标 6 支持802.1d 协议 IEEE 802.1d协议也即生成树协议。在大型网络中，为提高网络的可靠性，往往采用冗余链路的方式保证网络的连通，为防止网络出现环路，必须运行生成树协议。