關(guān)于交換機的(與交換機有關(guān)的有哪些)

1.與交換機有關(guān)的基礎(chǔ)知識有哪些

一、交換機基礎(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、更實用的集線設(shè)備--交換機出現(xiàn)了。交換機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)界廣泛的認可和應(yīng)用。

交換機技術(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)交換機端口帶寬可達到10Gbps，千兆（G位）級的交換機在各企業(yè)骨干網(wǎng)絡(luò)中早已得到廣泛應(yīng)用。

交換機的英文名稱之為“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”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。 其實這就是最原始的電話交換機系統(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交換機，但是我們現(xiàn)在要講的計算機交換機也就是在這個電話交換機技術(shù)上發(fā)展而來。

在計算機網(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。 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)點發(fā)送。

即當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機給B主機傳輸數(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)點同時發(fā)送同一信息，然后再由每一臺終端通過驗證數(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，因為其實接收數(shù)據(jù)的一般來說只有一個終端節(jié)點，而現(xiàn)在對所有節(jié)點都發(fā)送，那么絕大部分數(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。 交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。

交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上。控制電路收到數(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，而不是所有節(jié)點，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，因為它不是對所有節(jié)點都同時發(fā)送，發(fā)送數(shù)據(jù)時其它節(jié)點很難偵聽到所發(fā)送的信息。這也是交換機為什么會很快取代集線器的重要原因之一。

交換機還有一個重要特點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享交換機的一部分總帶寬，這樣在速率上對于每個端口來說有了根本的保障。另外，使用交換機也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對照地址表，交換機只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機，這就是后面將要介紹的VLAN（虛擬局域網(wǎng)）。

通過交換機的過濾和轉(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。這樣交換機就可以在同一時刻可進行多個節(jié)點對之間的數(shù)據(jù)傳輸，每一節(jié)點都可視為獨立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨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A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點B可同時向節(jié)點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，因每個端口都可以同時工作，所以在數(shù)據(jù)流量較大時，那它的總流量可達到8*10Mbps=80Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，因為它是屬于共享帶寬式的，所以同一時刻只能允許一個端口進行通信，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！ 交換機的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、錯誤校驗、幀序列以及流量控制。目前一些高檔交換機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，交換機的每個端口都用來連接一個獨立的網(wǎng)段，。

2.電話交換機基礎(chǔ)知識

電話交換機就控制方式而論，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現(xiàn)交換機的邏輯控制功能，.通常這種交換機仍使用機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，這種交換機相對于機電交換機來說，雖然在器件與技術(shù)上向電子化邁進了一大步，但它基本上繼承與保留了縱橫制交換機布控方式的弊端，體積大，業(yè)務(wù)與維護功能低，缺乏靈活性，因此它只是機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的控制，維護管理功能預(yù)先變成程序，存儲到計算機的存儲器內(nèi).當(dāng)交換機工作時，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，或簡稱為程控交換機.程控交換機按用途可分為市話，長話和用戶交換機；按接續(xù)方式可分為空分和時分交換機。

程控交換機按信息傳送方式可分為：模擬交換機和數(shù)字交換機。由于程控空分交換機的接續(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，這種交換機不需進行話音的模數(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。

程控時分交換機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，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，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)的模擬交換進入數(shù)字交換時代。由于程控數(shù)字交換技術(shù)的先進性和設(shè)備的經(jīng)濟性，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全部為數(shù)字式的。程控用戶交換機的類型與功能（1）.用戶交換機的作用用戶交換機是機關(guān)工礦企業(yè)等單位內(nèi)部進行電話交換的一種專用交換機，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。因此這類交換機具有較大的靈活性。

用戶交換機是市話網(wǎng)的重要組成部分，是市話交換機的一種補充設(shè)備，因為它為市話網(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)負荷。另外用戶交換機在各單位分散設(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，使用用戶交換機都有較大的經(jīng)濟意義。

因此公用網(wǎng)建設(shè)中，不能缺少用戶交換機的作用。用戶交換機在技術(shù)上的發(fā)展趨勢是采用程控用戶交換機，采用新型的程控數(shù)字用戶交換機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，無論是提供的接口還是信令方式完全符合ISDN的規(guī)范?？梢詧孕?，在未來的ISDN網(wǎng)中程控數(shù)字用戶交換機將發(fā)揮巨大的作用。

（2）.程控用戶交換機的類型程控用戶交換機有很多種類型，從技術(shù)結(jié)構(gòu)上劃分為程控空分用戶交換機和程控數(shù)字用戶交換機兩種。前者是對模擬話音信號進行交換，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)字交換機的一種類型。如果從使用方面進行分類，可分為通用性程控用戶交換機和專用型程控用戶交換機兩大類。

通用型適用于一般企業(yè)、事業(yè)單位、工廠、機關(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均屬此種類型，其特點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，使用方便，價格便宜，維護量較少。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：一.賓館型賓館型程控用戶交換機出入局話務(wù)量大，不需要直接撥入功能（DID），為此話務(wù)臺功能要強。為滿足客人打長途電話的需要，應(yīng)具有PAMA(Private Automatic Message Accounting)計費功能。

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)交換機基礎(chǔ)知識 鏈路聚合技術(shù)

交換機基礎(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

交換機基礎(chǔ)：鏈路聚合的優(yōu)點

從上面可以看出，鏈路聚合具有如下一些顯著的優(yōu)點：

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)點是為用戶提供一種經(jīng)濟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，實現(xiàn)鏈路級的負載分擔(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)負載、實現(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，具體實現(xiàn)中也可采用其它的聚合控制方式。