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宽带网络交换机的挑选和运用

最近在为一家新开的网吧开通路由时,网吧的管理员跑来问我,网吧里的计算机互连选集线器(HUB)好还是选交换机好,CISCO的交换机是不是就是最好的了。人常说,只选对的不选贵的。但如何选择就是对的呢?常见

  最近在为一家新开的网吧注册路由时,网吧的办理员跑来问我,网吧里的核算机互连选集线器(HUB)好仍是选沟通机好,CISCO的沟通机是不是便是最好的了。人常说,只选对的不选贵的。但怎么挑选便是对的呢?常见的中小型网络有二三百台电脑,多者到达上千台。它们经过归纳布线体系沟通设备连在一起。并经过沟通机或路由器连到宽带网络上。因而各种沟通机的挑选和运用对宽带网络体系的功用将具有极为重要的影响。我就作业中常见的一些沟通机问题作些讨论与沟通。

一、集线器和沟通机的差异

  1. 集线器(这儿仅指非沟通式单网段和多网段型)在OSI体系结构中归于OSI的第一层物理层设备,而沟通机归于OSI的第二层数据链路层设备,现在常见的三层沟通为在二层平台上供给VLAN和依据IP的路由和沟通功用,而四层沟通则为依据端口的运用。集线器仅仅对数据的传输起到同步、放大和整形的效果,对数据传输中的短帧、碎片等无法进行有用的处理,不能确保数据传输的完好性和正确性,类似于一个大的总线型局域网;而沟通机不光能够对数据的传输做到同步、放大和整形,并且能够过滤短帧、碎片对封装数据包进行转发等。

  2. 从作业办法来看,集线器是一种播送形式,也便是说集线器的某个端口作业的时分,其他一切端口都能够收听到信息,简略产生播送风暴,并且每一个时刻只要一个端口发送数据,别的安全性差,一切的网卡都能接纳到所发数据,仅仅非意图地网卡丢掉了信包。当沟通机作业的时分,只要宣布恳求的端口和意图端口之间彼此呼应而不影响其他端口,因而沟通机就能够阻隔抵触域和有用的按捺播送风暴的产生。

  3. 从带宽来看,集线器不论有多少个端口,一切端口都是同享一条带宽,在同一时刻只能有二个端口传送数据,其他端口只能等候,一起集线器只能作业在半双工形式下;而关于沟通机而言,每个端口都有一条独占的带宽,当二个端口作业时并不影响其他端口的作业,一起沟通机不光能够作业在半双工形式下并且能够作业在全双工形式下。

  4. 沟通机作业于数据链路层以MAC地址进行寻址,有必定的额定寻址开支,在数据流量小时,时延或许相对数据传输时刻而言较大;集线器作业于物理层为播送办法传输数据,流量小时功用下降不明显适合于同享总线型结构局域网

二、二层沟通与第三层沟通以及路由器的差异

  第二层沟通技能作业于数据链路层。它按所接纳到数据包的意图MAC地址在内部地址表中对应端口进行转发,将本数据包MAC地址与对应端口记载在内部地址表中,MAC地址不在表内的就进行播送等候回应。因而二层沟通机对MAC地址具有学习功用,关于网络层或高层协议来说是通明的,数据沟通靠专用处理数据包转发的ASIC(运用专用集成芯片组)完结速度很快。但它不能处理三层及三层以上的协议,不能处理不同IP子网间的数据沟通。

  第三层沟通作业于OSI七层模型中的第三层,是运用三层协议中的IP包包头信息对后续数据流进行符号,进行帧头重组,将具有同一符号的数据流的报文沟通到数据链路层,即供给一条方针地址与源地址之间的一条数据通道。因而,三层沟通机不用拆包便可判别路由,然后将数据包直接转发,进行数据沟通。然后能够完结不同子网IP包沟通。别的三层路由模块不是简略的二层沟通机与路由器的简略叠加,它是由三层路由模块叠加二层沟通高速背板总线速率可达Gbit/s,其间大部分必需的需路由软件处理的数据转发为三层转发外,其他均为二层高速转发。

  路由器作业于OSI第三层网络层,作业形式与二层类似。路由器首要决议最佳路由并转发数据包。路由器内有一个路由表,其间记载各种链路信息,供路由算法核算出到意图地的最佳路由。据此路由器再进行数据转发。如不能知道意图路由,则将包丢掉,并向源地址回来信息。路由器可彼此学习路由信息或将自已的链路状况进行播送,使路由信息按必定办法进行更新,然后由算法核算最佳路由。因而路由器途径核算作业量很大。路由器一般端口数量有限,路由转发速度慢。在内网数据流量较大,又要求快速转发呼应时,常主张运用三层沟通机,而将网间路由作业交由路由器完结。

三、沟通机分类和挑选目标

  从传输介质和传输速度上看,局域网沟通机能够分为以太网沟通机、快速以太网沟通机、千兆以太网沟通机、FDDI沟通机、ATM沟通机和令牌环沟通机等多种,这些沟通机别离适用于以太网、快速以太网、FDDI、ATM和令牌环网等环境。

  依照最广泛的一般分类办法,局域网沟通机能够分为桌面型沟通机(Desktop Switch)、组型沟通机(Workgroup Switch)和校园网沟通机(Campus Switch)三类。

  依据架构特色,人们还将局域网沟通机分为机架式、带扩展槽固定装备式、不带扩展槽固定装备式3种产品。

  挑选宽带沟通机时除依据以上介绍外还应参阅以下几个首要目标:

  1. 转发技能

  转发技能是指沟通机所选用的用于决议怎么转发数据包的转发机制。

  直通转发技能

  沟通机获取到数据包意图地址,就开端向意图端口发送数据包。一般,沟通机在接纳到数据包的前6个字节时,就现已知道意图地址,然后能够决议向哪个端口转发这个数据包。直通转发技能速率快、延时少和吞吐率高。但当网络中误码率较高时,沟通时机转发一切的完好数据包和过错数据包,这将给整个沟通网络带来许多过错通讯包。直通转发技能适用与网络链路质量好的网络环境。

  存储转发技能

  存储转发技能要求沟通机在接纳到悉数数据包后再决议怎么转发。这样一来,沟通机能够在转发之前查看数据包完好性和正确性。它的长处是:没有残损数据包转发,减少了潜在的不用要数据转发。它的缺陷是:转发速率比直接转发技能慢。所以,存储转发技能比较适应于一般链路质量的网络环境。

  2. 背板吞吐量及缓冲区巨细

  背板吞吐最也称背板带宽,单位是每秒经过的数据包个数(pps),表明沟通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。一台沟通机的背板带宽越高,所能处理数据的才能就越强。最大理论值为线速,即指沟通机能够全速处理各种巨细的数据包转发缓冲区巨细,又叫做包缓冲区巨细,是一种数据行列机制,由沟通机用来进行不同网络设备之间的速度匹配。速率高的设备所发送的数据能够存储在缓冲区内,直到被慢速设备处理停止。缓冲区巨细由缓冲调度算法算出,过大的缓冲空间需求相对多的寻址时刻,缓冲空间过小会在产生拥塞时引起丢包犯错。

  3.延时

  沟通机延时是指从沟通机接纳到数据包到开端向意图端口仿制数据包之间的时刻距离。有许多要素会影响延时巨细,比方转发技能、缓冲区巨细等等。选用直通转发技能的沟通机有固定的延时。选用存储转发技能的沟通机因为必需求接纳完了完好的数据包才开端转发数据包,所以它的延时与数据包巨细有关。延时对三网合一中的实时和非实时的视频、语音信息影响较为严峻,会引起画面与语音不同步等现象。

  4. 办理功用

  为便利网管员办理,及用户操控拜访沟通机,一般沟通机应支撑SNMP MIB I / MIB II计算办理功用以满意常用网管办理软件如OPENVIEW、SUN Solstice Domain Manager或IBM网络办理(NetView)长途办理沟通机。杂乱一些的沟通机还会添加经过内置RMON组(mini-RMON)来支撑RMON主动监督功用。或供给经过WEB页面、命令行办法(CLI)对设备进行长途的监控,以终究完结毛病办理、功用办理、装备办理、安全办理等常用办理功用。

  5. MAC地址表巨细及MAC地址类型

  衔接到局域网上的每个端口或设备都需求一个MAC地址,其他设备要用到此地址来定位特定的端口及更新路由表和数据结构。MAC地址表巨细能反映出该设备所支撑的节点数才能。单MAC地址类型沟通机衔接终究用户或非桥接设备,不能接集线器等多网络设备网段。多MAC地址沟通机则能够在每端口存多个MAC地址具有较强的多节点支撑才能。

  6.扩展树

  为保证网络的安全性常对要害数据链路供给冗余备份链路,因为沟通机实践上是多端口的通明桥接设备,然后引发“拓扑环”问题。沟通机经过选用扩展树协议算法让网络中的每一个桥接设备彼此知道,主动避免拓扑环现象。沟通机并将检测到的“拓扑环”中的某个端口断开,以到达消除“拓扑环”的意图,保持网络中的拓扑树的完好性。

  7. 全双工

  全双工端口能够一起发送和接纳数据,但这要求沟通机和所衔接的设备都支撑全双作业业办法。具有全双工功用的沟通机可完结高吞吐量(两倍于单工形式端口吞吐量)、避免磕碰、打破CSMA/CD链路长度约束,通讯链路的长度约束只与物理介质有关。 别的,沟通机端口最好能完结全/半双工主动转化。

  8. 高速端口集成

  沟通机能够供给高带宽“管道”(固定端口、可选模块或多链路地道)满意沟通机的沟通流量与上级主干的沟通需求。避免呈现主干通讯瓶颈。如FDDI、ATM、G比特光模块等。

  9.最大VLAN数量

  此参数反映了一台设备所能支撑的最大VLAN数目,就现在沟通机所能支撑的最大VLAN数目(1024以上)来看,足以满意一般企业的需求。VLAN区分应遵照802.1Q规范。

  10.扩大性装备

  机架插槽数、扩展槽数、最大可堆叠数、10/100/1000M以太网端口数、最大ATM端口数、最大SONET端口数、最大FDDI端口数、最大电源数等多个硬件目标将直接反映沟通机的扩大才能及与其它主干网络设备的互联互通才能。

  对不同的用户在挑选中还有不同的要求如施行对数据流的拜访操控(ACL)、服务质量确保(QoS)、带宽办理以及各种操控和服务战略、支撑的包过滤、负载均衡及在三层沟通机对各种路由协议的支撑程度等等。

  总归,用户在进行网络规划规划和挑选沟通机时应细心调查沟通机的各种功用,特别跟着沟通技能的一日千里越来越多的沟通机交融了其它网络设备的新功用,以其出众的功用价格比成为用户新的宠儿。特别在一些职业用户中对沟通机的挑选更需慎重和周全。

  本文仅结合作业实践和常见的工程事例中对沟通机的挑选作一简述,期望起到抛砖引玉的效果,为广大读者在规划网络、挑选和运用宽带沟通机中起到必定的协助效果。

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