關(guān)于交換機(jī)的(與交換機(jī)有關(guān)的有哪些)
1.與交換機(jī)有關(guān)的基礎(chǔ)知識有哪些
一、交換機(jī)基礎(chǔ) 集線器作為第一類廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)集線設(shè)備，當(dāng)時在各大局域網(wǎng)中應(yīng)用非常廣泛。
但隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體類型的日益豐富，圖形、圖像及各種流媒體等多媒體內(nèi)容的出現(xiàn)，人們對高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度和傳輸性能的要求日益提高。集線器由于它的共享介質(zhì)傳輸、單工數(shù)據(jù)操作和廣播數(shù)據(jù)發(fā)送方式等都先天決定了很難滿足用戶的上述速度和性能要求。
在用戶的需求下、在全球各大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開發(fā)商的努力下，一種更新、更實(shí)用的集線設(shè)備--交換機(jī)出現(xiàn)了。交換機(jī)完全克服了集線器的上述種種不足之處，所以在短時間內(nèi)得到業(yè)界廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。
交換機(jī)技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸速度的發(fā)展也是一日千里。目前最快的以太網(wǎng)交換機(jī)端口帶寬可達(dá)到10Gbps，千兆（G位）級的交換機(jī)在各企業(yè)骨干網(wǎng)絡(luò)中早已得到廣泛應(yīng)用。
交換機(jī)的英文名稱之為“Switch”，它是集線器的升級換代產(chǎn)品，從外觀上來看的話，它與集線器基本上沒有多大區(qū)別，都是帶有多個端口的長方形盒狀體。交換機(jī)是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動完成的方法把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)統(tǒng)稱。
廣義的交換機(jī)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。 “交換”和“交換機(jī)”最早起源于電話通訊系統(tǒng)（PSTN）。
我們以前經(jīng)常在電影或電視中看到一些老的影片時?？吹接腥嗽陔娫挋C(jī)旁狂搖幾下（注意不是撥號），然后就說：跟我接XXX，話務(wù)接線員接到要求后就會把相應(yīng)端線頭插在要接端子上，即可通話。 其實(shí)這就是最原始的電話交換機(jī)系統(tǒng)，只不過它是一種人工電話交換系統(tǒng)，不是自動的，也不是我們今天要談的計算機(jī)交換機(jī)，但是我們現(xiàn)在要講的計算機(jī)交換機(jī)也就是在這個電話交換機(jī)技術(shù)上發(fā)展而來。
在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換概念的提出是相對于共享工作模式的改進(jìn)。 我們知道集線器（HUB）是一種共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而且HUB本身不能識別目的地址，是采用廣播方式向所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送。
即當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機(jī)給B主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)包在以HUB為架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式傳輸?shù)?，對網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)同時發(fā)送同一信息，然后再由每一臺終端通過驗(yàn)證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收。 在這種方式下我們知道很容易造成網(wǎng)絡(luò)堵塞，因?yàn)槠鋵?shí)接收數(shù)據(jù)的一般來說只有一個終端節(jié)點(diǎn)，而現(xiàn)在對所有節(jié)點(diǎn)都發(fā)送，那么絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)流量是無效的，這樣就造成整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸效率相當(dāng)?shù)汀?/p>
另一方面由于所發(fā)送的數(shù)據(jù)包每個節(jié)點(diǎn)都能偵聽到，那顯然就不會很安全了，容易出現(xiàn)一些不安全因素。 交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。
交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上?？刂齐娐肥盏綌?shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的MAC地址（網(wǎng)卡的硬件地址）對照表以確定目的MAC的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣直接將數(shù)據(jù)迅速包傳送到目的節(jié)點(diǎn)，而不是所有節(jié)點(diǎn)，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口。
這種方式我們可以明顯地看出一方面效率高，不會浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，只是對目的地址發(fā)送數(shù)據(jù)，一般來說不易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)堵塞；另一個方面數(shù)據(jù)傳輸安全，因?yàn)樗皇菍λ泄?jié)點(diǎn)都同時發(fā)送，發(fā)送數(shù)據(jù)時其它節(jié)點(diǎn)很難偵聽到所發(fā)送的信息。這也是交換機(jī)為什么會很快取代集線器的重要原因之一。
交換機(jī)還有一個重要特點(diǎn)就是它不是像集線器一樣每個端口共享帶寬，它的每一端口都是獨(dú)享交換機(jī)的一部分總帶寬，這樣在速率上對于每個端口來說有了根本的保障。另外，使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對照地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機(jī)，這就是后面將要介紹的VLAN（虛擬局域網(wǎng)）。
通過交換機(jī)的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯包的出現(xiàn)，避免共享沖突。這樣交換機(jī)就可以在同一時刻可進(jìn)行多個節(jié)點(diǎn)對之間的數(shù)據(jù)傳輸，每一節(jié)點(diǎn)都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有固定的一部分帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。
如當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點(diǎn)B可同時向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有帶寬，都有著自己的虛擬連接。 打個比方就是，如果現(xiàn)在使用的是10Mbps 8端口以太網(wǎng)交換機(jī)，因每個端口都可以同時工作，所以在數(shù)據(jù)流量較大時，那它的總流量可達(dá)到8*10Mbps=80Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，因?yàn)樗菍儆诠蚕韼捠降?，所以同一時刻只能允許一個端口進(jìn)行通信，那數(shù)據(jù)流量再忙HUB的總流通量也不會超出10Mbps。
如果是16端口、24端口的更是明顯了！ 交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯誤校驗(yàn)、幀序列以及流量控制。目前一些高檔交換機(jī)還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網(wǎng)）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有路由和防火墻的功能。
交換機(jī)除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡(luò)之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)）之間起到互連作用。如今許多交換機(jī)都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機(jī)或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。
一般來說，交換機(jī)的每個端口都用來連接一個獨(dú)立的網(wǎng)段，。
2.電話交換機(jī)基礎(chǔ)知識
電話交換機(jī)就控制方式而論，主要分兩大類：1.布線邏輯控制（WLC,Wired Logic Control）它是通過布線方式實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的邏輯控制功能，.通常這種交換機(jī)仍使用機(jī)電接線器而將控制部分更新成電子器件，因此稱它為布控半電子式交換機(jī)，這種交換機(jī)相對于機(jī)電交換機(jī)來說，雖然在器件與技術(shù)上向電子化邁進(jìn)了一大步，但它基本上繼承與保留了縱橫制交換機(jī)布控方式的弊端，體積大，業(yè)務(wù)與維護(hù)功能低，缺乏靈活性，因此它只是機(jī)電式向電子式演變歷程中的過度性產(chǎn)物.2.存儲程序控制（SPC,Stored Program Control）它是將用戶的信息和交換機(jī)的控制，維護(hù)管理功能預(yù)先變成程序，存儲到計算機(jī)的存儲器內(nèi).當(dāng)交換機(jī)工作時，控制部分自動監(jiān)測用戶的狀態(tài)變化和所撥號碼，并根據(jù)要求執(zhí)行程序，從而完成各種交換功能.通常這種交換機(jī)屬于全電子型，采用程序控制方式，因此稱為存儲程序控制交換機(jī)，或簡稱為程控交換機(jī).程控交換機(jī)按用途可分為市話，長話和用戶交換機(jī)；按接續(xù)方式可分為空分和時分交換機(jī)。
程控交換機(jī)按信息傳送方式可分為：模擬交換機(jī)和數(shù)字交換機(jī)。由于程控空分交換機(jī)的接續(xù)網(wǎng)絡(luò)（或交換網(wǎng)絡(luò)）采用空分接線器（或交叉點(diǎn)開關(guān)陣列），且在話路部分中一般傳送和交換的是模擬話音信號，因而習(xí)慣稱為程控模擬交換機(jī)，這種交換機(jī)不需進(jìn)行話音的模數(shù)轉(zhuǎn)換（編解碼），用戶電路簡單，因而成本低，目前主要用作小容量模擬用戶交換機(jī)。
程控時分交換機(jī)一般在話路部分中傳送和交換的是模擬話音信號，因而習(xí)慣稱為程控數(shù)字交換機(jī)，隨著數(shù)字通信與脈沖編碼調(diào)制（PCM）技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，世界各先進(jìn)國家自60年代開始以極大的熱情競相研制數(shù)字程控交換機(jī)，經(jīng)過艱苦的努力，法國首先于1970年在拉尼翁（Lanion）成功開通了世界上第一個程控數(shù)字交換系統(tǒng)E10，它標(biāo)志著交換技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬交換進(jìn)入數(shù)字交換時代。由于程控數(shù)字交換技術(shù)的先進(jìn)性和設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，使電話交換跨上了一個新的臺階，而且對開通非話業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換奠定了基礎(chǔ)，因而成為交換技術(shù)的主要發(fā)展方向，隨著微處理器技術(shù)和專用集成電路的飛躍發(fā)展，程控數(shù)字交換的優(yōu)越性愈加明顯的展現(xiàn)出來。
目前所生產(chǎn)的中大容量的程控機(jī)全部為數(shù)字式的。程控用戶交換機(jī)的類型與功能（1）.用戶交換機(jī)的作用用戶交換機(jī)是機(jī)關(guān)工礦企業(yè)等單位內(nèi)部進(jìn)行電話交換的一種專用交換機(jī)，其基本功能是完成單位內(nèi)部用戶的相互通話，但也裝有出入中繼線可接入公用電話網(wǎng)的市內(nèi)網(wǎng)部分和網(wǎng)中用戶通話（包括市通話，國內(nèi)長途通話和國際長話）。
由于這類交換機(jī)系單位內(nèi)部專用，故可根據(jù)用戶需要增加若干附加性能以提供使用上的方便。因此這類交換機(jī)具有較大的靈活性。
用戶交換機(jī)是市話網(wǎng)的重要組成部分，是市話交換機(jī)的一種補(bǔ)充設(shè)備，因?yàn)樗鼮槭性捑W(wǎng)承擔(dān)了大量的單位內(nèi)部用戶間的話務(wù)量，減輕了市話網(wǎng)的話務(wù)負(fù)荷。另外用戶交換機(jī)在各單位分散設(shè)置，更靠近用戶，因而縮短了用戶線距離，節(jié)省了用戶電纜。
同時用少量的出入中繼線接入市話網(wǎng)，起到話務(wù)集中的作用。從這些方面講，使用用戶交換機(jī)都有較大的經(jīng)濟(jì)意義。
因此公用網(wǎng)建設(shè)中，不能缺少用戶交換機(jī)的作用。用戶交換機(jī)在技術(shù)上的發(fā)展趨勢是采用程控用戶交換機(jī)，采用新型的程控數(shù)字用戶交換機(jī)不僅可以交換電話業(yè)務(wù)，而且可以交換數(shù)據(jù)等非話業(yè)務(wù)，做到多種業(yè)務(wù)的綜合交換，傳輸。
為各單位組建綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）創(chuàng)造了條件。目前已可接入ISDN用戶。
SOPHO是世界上首部能處理ISDN業(yè)務(wù)的綜合信息交換機(jī)，無論是提供的接口還是信令方式完全符合ISDN的規(guī)范。可以堅信，在未來的ISDN網(wǎng)中程控數(shù)字用戶交換機(jī)將發(fā)揮巨大的作用。
（2）.程控用戶交換機(jī)的類型程控用戶交換機(jī)有很多種類型，從技術(shù)結(jié)構(gòu)上劃分為程控空分用戶交換機(jī)和程控數(shù)字用戶交換機(jī)兩種。前者是對模擬話音信號進(jìn)行交換，屬于模擬交換范疇。
后者交換的是PCM數(shù)字話音信號，是數(shù)字交換機(jī)的一種類型。如果從使用方面進(jìn)行分類，可分為通用性程控用戶交換機(jī)和專用型程控用戶交換機(jī)兩大類。
通用型適用于一般企業(yè)、事業(yè)單位、工廠、機(jī)關(guān)、，學(xué)校等以話音業(yè)務(wù)為主的單位。容量一般在幾百門以下，且其內(nèi)部話務(wù)量所占比重較大，一般占總發(fā)話話務(wù)量的70%左右。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的200門以下的程控空分用戶交換機(jī)均屬此種類型，其特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，使用方便，價格便宜，維護(hù)量較少。專用型適用于各種不同的單位，根據(jù)各單位專門的需要提供各種特殊的功能。
下面分別說明幾種專用型程控用戶交換機(jī)：一.賓館型賓館型程控用戶交換機(jī)出入局話務(wù)量大，不需要直接撥入功能（DID），為此話務(wù)臺功能要強(qiáng)。為滿足客人打長途電話的需要，應(yīng)具有PAMA(Private Automatic Message Accounting)計費(fèi)功能。
為滿足賓館客房管理軟件，提供了以下功能：1）.房間控制：客人離店結(jié)帳電話自動閉鎖。2）.留言中心：對臨時外出的客人的來話呼叫，提供留言服務(wù)。
3）.客房狀態(tài)：隨時提供客房占用，空閑，是否打掃的情況。4）.自動叫醒：按客人需要，準(zhǔn)時叫醒客人。
5）.請勿打擾：為客人提供安靜環(huán)境，。
3.如何學(xué)習(xí)交換機(jī)基礎(chǔ)知識 鏈路聚合技術(shù)
交換機(jī)基礎(chǔ)：鏈路聚合定義
鏈路聚合技術(shù)亦稱主干技術(shù)（Trunking）或捆綁技術(shù)（Bonding），其實(shí)質(zhì)是將兩臺設(shè)備間的數(shù)條物理鏈路“組合”成邏輯上的一條數(shù)據(jù)通路，稱為一條聚合鏈路，如Figure1示意。交換機(jī)之間物理鏈路Link1、Link2和Link3組成一條聚合鏈路。該鏈路在邏輯上是一個整體，內(nèi)部的組成和傳輸數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)對上層服務(wù)是透明的。
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鏈路聚合示意圖
聚合內(nèi)部的物理鏈路共同完成數(shù)據(jù)收發(fā)任務(wù)并相互備份。只要還存在能正常工作的成員，整個傳輸鏈路就不會失效。仍以上圖的鏈路聚合為例，如果Link1和Link2先后故障，它們的數(shù)據(jù)任務(wù)會迅速轉(zhuǎn)移到Link3上，因而兩臺交換機(jī)間的連接不會中斷（參見Figure2）。
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鏈路聚合成員相互備份
交換機(jī)基礎(chǔ)：鏈路聚合的優(yōu)點(diǎn)
從上面可以看出，鏈路聚合具有如下一些顯著的優(yōu)點(diǎn)：
1.提高鏈路可用性
鏈路聚合中，成員互相動態(tài)備份。當(dāng)某一鏈路中斷時，其它成員能夠迅速接替其工作。與生成樹協(xié)議不同，鏈路聚合啟用備份的過程對聚合之外是不可見的，而且啟用備份過程只在聚合鏈路內(nèi)，與其它鏈路無關(guān)，切換可在數(shù)毫秒內(nèi)完成。
2.增加鏈路容量
鏈路聚合技術(shù)的另一個明顯的優(yōu)點(diǎn)是為用戶提供一種經(jīng)濟(jì)的提高鏈路傳輸率的方法。通過捆綁多條物理鏈路，用戶不必升級現(xiàn)有設(shè)備就能獲得更大帶寬的數(shù)據(jù)鏈路，其容量等于各物理鏈路容量之和。聚合模塊按照一定算法將業(yè)務(wù)流量分配給不同的成員，實(shí)現(xiàn)鏈路級的負(fù)載分擔(dān)功能。
某些情況下，鏈路聚合甚至是提高鏈路容量的唯一方法。例如當(dāng)市場上的設(shè)備都不能提供高于10G的鏈路時，用戶可以將兩條10G鏈路聚合，獲得帶寬大于10G的傳輸線路。
此外，特定組網(wǎng)環(huán)境下需要限制傳輸線路的容量，既不能太低影響傳輸速度，也不能太高超過網(wǎng)絡(luò)的處理能力。但現(xiàn)有技術(shù)都只支持鏈路帶寬以10為數(shù)量級增長，如10M、100M、1000M等。而通過聚合將n條物理鏈路捆綁起來，就能得到更適宜的、n倍帶寬的鏈路。
交換機(jī)基礎(chǔ)：鏈路聚合的標(biāo)準(zhǔn)
目前鏈路聚合技術(shù)的正式標(biāo)準(zhǔn)為IEEEStandard802.3ad，由IEEE802委員會制定。標(biāo)準(zhǔn)中定義了鏈路聚合技術(shù)的目標(biāo)、聚合子層內(nèi)各模塊的功能和操作的原則，以及鏈路聚合控制的內(nèi)容等。
其中，聚合技術(shù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)定義為必須能提高鏈路可用性、線性增加帶寬、分擔(dān)負(fù)載、實(shí)現(xiàn)自動配置、快速收斂、保證傳輸質(zhì)量、對上層用戶透明、向下兼容等等。
交換機(jī)基礎(chǔ)：鏈路聚合控制協(xié)議LACP
鏈路聚合控制協(xié)議（）是IEEE802.3ad標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容之一，定義了一種標(biāo)準(zhǔn)的聚合控制方式。聚合的雙方設(shè)備通過協(xié)議交互聚合信息，根據(jù)雙方的參數(shù)和狀態(tài)，自動將匹配的鏈路聚合在一起收發(fā)數(shù)據(jù)。聚合形成后，交換設(shè)備維護(hù)聚合鏈路狀態(tài)，當(dāng)雙方配置變化時，自動調(diào)整或解散聚合鏈路。
LACP協(xié)議報文中的聚合信息包括本設(shè)備的配置參數(shù)和聚合狀態(tài)等，報文發(fā)送方式分為事件觸發(fā)和周期發(fā)送。當(dāng)聚合狀態(tài)或配置變化事件發(fā)生時，本系統(tǒng)通過發(fā)送協(xié)議報文通知對端自身的變化。聚合鏈路穩(wěn)定工作時，系統(tǒng)定時交換當(dāng)前狀態(tài)以維護(hù)鏈路。協(xié)議報文不攜帶序列號，因此雙方不檢測和重發(fā)丟失的協(xié)議報文。
鏈路聚合中需要指出的是，LACP協(xié)議并不等于鏈路聚合技術(shù)，而是IEEE802.3ad提供的一種鏈路聚合控制方式，具體實(shí)現(xiàn)中也可采用其它的聚合控制方式。
