天融信网络知识小百科——第一回：交换机Q谈
作者：互联网
8点刚过，小慧就来到了工位前。
开机...
输入密码...
打开邮箱...
普通、忙碌而又充实的一天就这么开始了！
嗯？？？
今天的邮箱似乎有点奇怪，总是收到不到邮件、还提示错误信息。
接到小慧的电话，网管小智很快赶来排查。小智指着电脑后面的灰色线缆说：“是网线松动了，重新插接后可以用了；以后不能收邮件，可以先检查网线的连接情况。”
小慧若有所思说到：“原来这根网线连着邮件服务器！”
小智摆摆手：“这根网线不连接邮件服务器，它的对端是一台交换机。所有的电脑和邮件服务器都通过网线连着交换机，交换机负责邮件转发。”
“啥？交换机是什么鬼？”小慧将这句话写在了脸上。
小智看了看手表：“时间还早，我们就聊一聊交换机吧。”
以太网交换机的作用
教科书式的定义：交换机(Switch)是一种工作在OSI第二层上的、基于MAC (网卡的介质访问控制地址)识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用。
看见小慧处于发懵状态，小智开启通俗讲解模式：“交换机就是给包括电脑、笔记本、服务器等提供数据通信的网络设备。电脑、笔记本、服务器的数据包通过网线送达交换机，交换机查询后将数据包送到指定的设备。”
“举例来说——如果电脑、服务器、防火墙、超融合设备都是麻友，数据包是麻将牌，交换机就是一张麻将桌。麻将牌从一个人手里打出，放在麻将桌上，另一人拿起；这个过程就类似于电脑把数据包给交换机，交换机将数据包转发给服务器。”
以太网交换机的发展史
小智越说越high：“你知道交换机今年几岁了吗？第一台以太网交换机于1989年面世。至今，已过而立之年。经过30多年的快速发展，凭借着“高性能、低成本”等优势，以太网交换机已经成为应用最为广泛的网络设备。
小慧问道：“交换机居然是80后啊，不过没有交换机的时候，电脑是怎么联网的呢？”
小智回答：“没有网络的时候，大家用软盘、光盘和U盘来传输文件，工作效率很低。后来每台电脑都通过网线连接到网络设备，网络设备帮助电脑传输文件……”
“这就是交换机吧？”小慧问道。
“不是哦，那是集线器，英文名HUB。集线器提供了联网功能，但有个很大的缺点，集线器对数据包的处理方式是广播；也就是说，连在集线器上的所有电脑都能接受到其他电脑的数据包。不仅占用了带宽、影响工作效率，还带来安全隐患。”
“为了防止私聊内容变成部门话题的发生，也为了提高效率，集线器的下一代产品——交换机就应运而生了。“小智说道。
小慧点头说：”有了交换机，大雄和小静就能安心的私聊了。”
小智说：“交换机比集线器先进，是因为它能记住设备和端口的对应关系，大雄给小静发信息的时候，交换机直接将数据包转发至小静所连接的端口，实现了点对点通信。反观集线器，缺少记忆能力，也就是缺少MAC地址表，所以只能广播给所有的端口。“
小智接着说：“集线器不属于狭义上的交换机范畴，所有端口共享带宽带宽；但由于出道早，往往也被看成是(第)一层交换机。”
“真正意义上交换机诞生于1989年，这款交换机可识别数据帧中的MAC地址信息，根据MAC地址选择转发端口，使得以太网从“共享式“步入了“交换式”时代，大大提高了局域网的性能。由于工作在OSI模型的第二层(数据链路层)，因此也被称为二层交换机。”
“以太网交换机厂商根据市场需求，在二层交换机的基础上，增加了路由功能，使得交换机不仅能根据MAC地址转发数据包，还具备处理IP层数据包的能力。由于工作在ISO模型第三层（网络层），被称为三层交换机。”
近年来，网络设备的功能出现了融合的趋势，催生了交换机支持多层转发，融合增值业务的需求，即多业务交换机。此外，云计算、BYOD 移动办公、SDN、物联网、视频以及大数据也引发了用户对高密度、高性能、更灵活、更大规模以太网的需求，由此引发了新一轮以太网交换技术的革命性增长。
以太网交换机的分类
小慧问：“交换机就分为二层交换机、三层交换机和多业务交换机吧？”
小智说：“这只是一种分类方法，按照结构可以分成机架式交换机和框架式交换机。”
“机架式交换机，是指可安装在标准19英寸机柜中的网络交换机；框架式交换机，是自带外框架的网络设备，框架式交换机一般是有多个电源、多个主控、多个风扇、多个业务槽位，可根据客户的需求配置不同的业务板卡来满足应用。框架式交换由于其业务的可扩展性强，硬件的可替换性高，以及其高可靠性，多用于网络的核心层，作为网络的核心设备。“
”按照工作层次，可以分成接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。接入层交换机为电脑、AP、摄像头等提供接入。汇聚层交换机负责将接入层流量汇聚到一起。核心层交换机是网络的汇集点，具有可靠性、高效性、冗余性、容错性、可管理性、适应性、低延时性等特性。“
”按照端口速率，可以分成百兆交换机、千兆交换机、万兆交换机和更高速率的交换机。百兆、千兆交换机主要用于接入层；万兆及更高速率的交换机主要用于大型网络的汇聚层以及小型网络的核心层。“
“按供电类型分类，交换机可以分为POE交换机和非POE交换机。POE就是以太网供电技术。POE交换机是通过以太网的双绞线给终端设备供电的交换机；在为IP电话机、无线AP、IP摄像机传输数据的同时，还能为此类设备提供直流供电。而非POE交换机是普通的连接电脑、服务器的交换机，只能进行数据转发，不具备供电能力。”
“此外，还可以按照场景分成企业级交换机、数据中心交换机和工业交换机；按照管理特性分成网管交换机、非网管交换机；按照扩展性分成模块化交换机和非模块化交换机。”
以太网交换机的选购原则
小慧打断了小智的长篇大论，“好多的分类啊，我有点记不住了。如果我们要买交换机，该参照哪些原则来挑选呢？”
小智笑着说：”了解自己的需求，比了解交换机更关键。如同去饭店吃饭，要告诉服务员用餐人数、饮食偏好、价位区间等信息，服务员才能推荐更合适的菜品。网络建设也是一样，适合的才是最好的。
”至于交换机的选择，我们需要考虑：这个单位有多少台终端设备？终端配置的网口速率是多少？服务器有几台，网口速率又是多少？哪些功能是必须开启的？网络建设的原则是精简型，是看重性价比，还是较强的前瞻性？“
”有了这些信息，就能帮助用户做出合理的选择了。交换机的门道还是挺多的，下次我详细和你说说。“小智的脸上充满的自信，胸前的红领带也更加鲜艳了。
标签：天融信,小慧,集线器,第一回,层交换机,交换机,小智,数据包 来源： https://blog.csdn.net/wuxiaomahu/article/details/113769073