企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建技術(shù)1章

2.3交換機(jī)的接口與連接方式2.3.1交換機(jī)的接口類型交換機(jī)的接口是隨著網(wǎng)絡(luò)類型的變化和傳輸介質(zhì)的發(fā)展而產(chǎn)生的不同的接口規(guī)格，主要有：雙絞線RJ-45接口光纖接口AUI接口與BNCConsole接口FDDI接口雙絞線RJ-45接口數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的一種接口類型，它屬于以太網(wǎng)接口類型。它不僅在最基本的10Base-T以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中使用，還在目前主流的100Base-TX快速以太網(wǎng)和1000Base-TX千兆以太網(wǎng)中使用。2.3.1交換機(jī)的接口類型光纖接口

目前光纖傳輸介質(zhì)發(fā)展相當(dāng)迅速，各種光纖接口也是層出不窮，分別應(yīng)用于100Base-FX、1000Base-FX等網(wǎng)絡(luò)中。在局域網(wǎng)交換機(jī)中，SC類型是一種常見的光纖接口，SC接口的芯在接頭里面，右圖所示的是一款100Base-FX網(wǎng)絡(luò)的SC光纖接口模塊。2.3.1交換機(jī)的接口類型AUI接口

這是專門用于連接粗同軸電纜的，目前這種網(wǎng)絡(luò)在局域網(wǎng)中已不多見。現(xiàn)在部分交換機(jī)保留了AUI接口。AUI接口是一個(gè)15針“D”形接口，類似于顯示器接口。這種接口在其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中也可以見到，如路由器，甚至服務(wù)器中。右圖中所示的是交換機(jī)上的AUI接口示意圖。2.3.1交換機(jī)的接口類型BNC接口

這是專門用于連接細(xì)同軸電纜的接口，目前提供這種接口的交換機(jī)比較少見。個(gè)別交換機(jī)保留BNC接口，主要是用于與細(xì)同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的令牌網(wǎng)絡(luò)連接。右圖是BNC接口的網(wǎng)卡。2.3.1交換機(jī)的接口類型Console接口

用于配置交換機(jī)而使用的接口。不同交換機(jī)的Console接受有所不同，有些與Cisco路由器一樣采用RJ-45類型Console接口，而有的則采用串口作為Console接口。2.3.1交換機(jī)的接口類型FDDI接口

在早期的100Mbps時(shí)代，還有一種FDDI網(wǎng)絡(luò)類型，即“光纖分布式數(shù)據(jù)接口”，其傳輸介質(zhì)也是光纖，其接口類型如右圖。目前由于它的優(yōu)勢(shì)不明顯，已經(jīng)很少見了。2.3.1交換機(jī)的接口類型2.3.2交換機(jī)的連接方式我們常見的網(wǎng)絡(luò)都是多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，我們來看交換機(jī)之間有哪些連接方式：級(jí)聯(lián)冗余堆疊級(jí)聯(lián)是最常見的連接方式，即使用網(wǎng)線將兩個(gè)交換機(jī)連接起來。有使用光纖介質(zhì)連接和雙絞線介質(zhì)連接兩種情況。光纖介質(zhì)連接：直接連接的兩個(gè)交換機(jī)端口要保證一致的光纖規(guī)格、端口速率，發(fā)送信號(hào)光纖端口與接收信號(hào)光纖端口相連。雙絞線介質(zhì)連接：分普通端口和使用Uplink端口級(jí)聯(lián)兩種情況。普通端口之間相連，使用交叉雙絞線；一臺(tái)交換機(jī)使用UPlink端口相連使用直通雙絞線。注意：目前有些交換機(jī)已實(shí)現(xiàn)智能判斷，即使用交叉線或直通線均可在兩臺(tái)交換機(jī)之間建立連接。2.3.2交換機(jī)的連接方式冗余SpanningTree冗余連接：工作方式是StandBy，一條鏈路在工作，其余鏈路處于待機(jī)(StandBy)狀態(tài)，效率沒有提高，可靠性提高。PortTrunking連接：多條冗余連接鏈路實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)。交換機(jī)之間聯(lián)結(jié)帶寬成倍提高，可靠性已得到增強(qiáng)。2.3.2交換機(jī)的連接方式堆疊

只有支持堆疊的交換及之間才可進(jìn)行堆疊，使用專用的堆疊線通過交換機(jī)上提供的堆疊接口使用一定的連接方式連接起來。多臺(tái)交換機(jī)的堆疊是靠一個(gè)提供背板總線帶寬的多口堆疊母模塊與單口的堆疊子模塊相連實(shí)現(xiàn)的，并插入不同的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的堆疊。2.3.2交換機(jī)的連接方式堆疊和級(jí)聯(lián)的區(qū)別連接方式不同：級(jí)聯(lián)是兩臺(tái)交換機(jī)通過兩個(gè)PORT互聯(lián)，而堆疊是交換機(jī)通過專門的背板堆疊模塊相連。堆疊可以增加設(shè)備總帶寬，而級(jí)聯(lián)是不能增加設(shè)備的總帶寬。通用性不同：級(jí)聯(lián)可通過光纖或雙絞線在任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家的交換機(jī)之間進(jìn)行連接，而堆疊只有在自己廠家的設(shè)備之間，且設(shè)備必須具有堆疊功能才可實(shí)現(xiàn)。連接距離不同：級(jí)聯(lián)的設(shè)備之間可以有較遠(yuǎn)的距離（100米-幾百米），而堆疊的設(shè)備之間距離十分有限，必須在幾米以內(nèi)。2.3.2交換機(jī)的連接方式2.4虛擬局域網(wǎng)和多層交換2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)概念：

VLAN(VisualLocalAreaNetwork)，即虛擬局域網(wǎng)，是指網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)不拘泥于所處的物理位置，而可以根據(jù)需要靈活地加入不同的邏輯子網(wǎng)中的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。特點(diǎn)：

在交換式以太網(wǎng)中，構(gòu)成虛擬局域網(wǎng)的站點(diǎn)不必拘泥于所處的物理位置，它們既可以掛接在同一個(gè)交換機(jī)中，也可以掛接在不同的交換機(jī)中。虛擬局域網(wǎng)技術(shù)使得網(wǎng)段的劃分變得非常靈活。虛擬局域網(wǎng)的劃分方法：2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于端口的虛擬局域網(wǎng)基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)的虛擬局域網(wǎng)基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)基于端口的虛擬局域網(wǎng)基于端口的虛擬局域網(wǎng)是最實(shí)用的虛擬局域網(wǎng)，它保持了最普通常用的虛擬局域網(wǎng)成員定義方法，按照交換機(jī)的端口來確定虛擬局域網(wǎng)的定義。處于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)的成員端口可以位于一臺(tái)交換機(jī)上，也可以位于不同交換機(jī)上的端口。定義簡(jiǎn)單、靈活。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)

在基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)中，交換機(jī)對(duì)站點(diǎn)的MAC地址和交換機(jī)端口進(jìn)行跟蹤，在新站點(diǎn)入網(wǎng)時(shí)根據(jù)需要將其劃歸至某一個(gè)虛擬局域網(wǎng)，而無論該站點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中怎樣移動(dòng)，由于其MAC地址保持不變，因而其依然屬于原來的局域網(wǎng)。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)

在基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)中，新站點(diǎn)在入網(wǎng)時(shí)無需進(jìn)行太多配置，交換機(jī)則根據(jù)各站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址自動(dòng)將其劃分成不同的虛擬局域網(wǎng)。在三種虛擬局域網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)智能化程度最高，實(shí)現(xiàn)起來也最復(fù)雜。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)2.4.2三層交換概念

三層交換是相對(duì)于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第二層---數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡(jiǎn)單地說，三層交換技術(shù)就是：二層交換技術(shù)＋三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。特點(diǎn)解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段間子網(wǎng)必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。2.4.2三層交換三層交換是相對(duì)于傳統(tǒng)的交換概念而提出的。傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層（即數(shù)據(jù)鏈路層）進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡(jiǎn)單地說，三層交換技術(shù)就是二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，三層交換機(jī)就是“二層交換機(jī)+基于硬件的路由器”。

那么三層交換是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？三層交換的技術(shù)細(xì)節(jié)非常復(fù)雜，不可能一下子講清楚，不過您可以簡(jiǎn)單地將三層交換機(jī)理解為由一臺(tái)路由器和一臺(tái)二層交換機(jī)構(gòu)成，如下圖所示。兩臺(tái)處于不同子網(wǎng)的主機(jī)通信，必須要通過路由器進(jìn)行路由。在上圖中，主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送的第1個(gè)數(shù)據(jù)包必須要經(jīng)過三層交換機(jī)中的路由處理器進(jìn)行路由才能到達(dá)主機(jī)B，但是當(dāng)以后的數(shù)據(jù)包再發(fā)向主機(jī)B時(shí)，就不必再經(jīng)過路由處理器處理了，因?yàn)槿龑咏粨Q機(jī)有“記憶”路由的功能。

三層交換機(jī)的路由記憶功能是由路由緩存來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)往三層交換機(jī)時(shí)，三層交換機(jī)首先在它的緩存列表里進(jìn)行檢查，看看路由緩存里有沒有記錄，如果有記錄就直接調(diào)取緩存的記錄進(jìn)行路由，而不再經(jīng)過路由處理器進(jìn)行處理，這樣的數(shù)據(jù)包的路由速度就大大提高了。如果三層交換機(jī)在路由緩存中沒有發(fā)現(xiàn)記錄，再將數(shù)據(jù)包發(fā)往路由處理器進(jìn)行處理，處理之后再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

三層交換機(jī)工作原理三層交換機(jī)實(shí)質(zhì)上是將二層交換機(jī)與路由器結(jié)合起來的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它既可以完成數(shù)據(jù)交換功能，又可以完成數(shù)據(jù)路由功能。類型：純硬件和純軟件兩大類2.4.2三層交換2.4.3多層交換概念：

隨著交換技術(shù)的不斷發(fā)展，以及交換機(jī)產(chǎn)品的不斷更新，在傳統(tǒng)交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)的功能日益變得豐富起來?，F(xiàn)在不僅有了“路由功能的交換機(jī)”，有些交換機(jī)還具有通過辨別第四層協(xié)議端口的能力，有人將此類型的交換機(jī)稱為第四層交換機(jī)，甚至還有可以識(shí)別應(yīng)用層協(xié)議的交換機(jī)，因而，也出現(xiàn)了“應(yīng)用層交換機(jī)”的概念。凡是超越傳統(tǒng)工作在二層的交換大家統(tǒng)稱為“多層交換”。第四層交換

第四層交換的主要作用體現(xiàn)在，可以將端到端性能和服務(wù)質(zhì)量要求實(shí)現(xiàn)對(duì)所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的負(fù)載進(jìn)行細(xì)致的均衡，以保證客戶機(jī)與服務(wù)器之間數(shù)據(jù)平滑地流動(dòng)。2.4.3多層交換第七層交換

目前，在高可用性和負(fù)載均衡方面，有部分交換機(jī)可以利用由應(yīng)用返回給最終用戶的第七層信息。這些交換機(jī)使用戶可以容易地確認(rèn)站點(diǎn)內(nèi)容的響應(yīng)性和正確性，或從客戶的角度來試測(cè)你的站點(diǎn)，看看是否存在正確的應(yīng)用和內(nèi)容。具有這樣功能的交換機(jī)我們稱為“第七層交換機(jī)”。2.4.3多層交換2.5交換機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介交換機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介

目前市場(chǎng)上的交換機(jī)產(chǎn)品很多，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為當(dāng)前一項(xiàng)熱門應(yīng)用，近20年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品層出不窮，更新?lián)Q代十分迅速。所以網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品市場(chǎng)品種繁多。市面上網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的廠家很多。如CISCO、HP、3COM、華為、華三（H3C）、銳捷、神州數(shù)碼、D-LINK等。思科產(chǎn)品Cisco（思科）的交換機(jī)產(chǎn)品以“Catalyst”為商標(biāo)，曾經(jīng)生產(chǎn)了500、1900、2800、2900、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、8500等十多個(gè)系列的交換機(jī)產(chǎn)品，產(chǎn)品線經(jīng)過交換技術(shù)的不斷發(fā)展，以及逐漸規(guī)范，目前思科在產(chǎn)的產(chǎn)品線為：500、2900、3500、3700、4500、4900和6500。順序?yàn)橛傻投说礁叨?。思科產(chǎn)品低端產(chǎn)品

2900的背板帶寬為3.2G，最多48個(gè)10/100M自適應(yīng)端口，所有端口均支持全雙工通訊。型號(hào)有普通10/100BaseTx交換機(jī)，如C2912、C2924等；有些是帶光纖接口的，如C2924C帶兩個(gè)100BaseFx口；有些是模塊化的，如C2924M，帶兩個(gè)擴(kuò)展槽。擴(kuò)展槽的插卡可以放置100BaseTx模塊、100baseFx模塊，以及ATM模塊和千兆以太接口卡(GBIC)。思科產(chǎn)品中端產(chǎn)品

C3500系列交換機(jī)背板帶寬高達(dá)10Gbps，轉(zhuǎn)發(fā)速率7.5Mpps，它支持250個(gè)VLAN，支持IEEE802.1Q和ISLTrunking,支持CGMP網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)交換機(jī),可選冗余電源等。并具有很強(qiáng)的管理功能和全面的千兆模塊支持。思科產(chǎn)品高端產(chǎn)品

Catalyst6500系列交換機(jī)為園區(qū)網(wǎng)提供了高性能、多層交換的解決方案，專門為需要千兆擴(kuò)展、可用性高、多層交換的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)，主要面向園區(qū)骨干連接等場(chǎng)合。如右圖，是思科Catalyst6500家族。華為產(chǎn)品

華為公司目前已是國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)廠商的領(lǐng)頭羊，其研發(fā)水平和市場(chǎng)占有率非常有說服力。華為的行業(yè)渠道比較完善。華為在