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交换机工作原理和技术
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本章主要内容
1 交换机的概念
2 交换机的分类
3 交换机的连接
4 交换机的配置
5 交换机的交换技术
6 交换机的交换结构
7 交换机的技术指标
8 VLAN技术原理
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1 交换机的概念
按照线缆段微化的思想，线缆段越多，可用带宽就越高。极限情况是每一台计算机处在一个独立的缆段上。如果网络上有10台计算机，需要一个10端口的网桥将它们连接起来，但实现这样一个网桥不太现实，软件转发速度也跟不上。交换机将上述多端口的网桥硬件整合，以达到更低的成本和更高的性能。
交换机内有一条很高带宽的背板总线和内部交换矩阵，此背板总线带宽通常是交换机每个端口带宽的几十倍。交换机的所有端口都挂接在这条背板总线交换矩阵上，每个端口都有自己的固定带宽，同时具有两个信道，在同一时刻既可发送数据，又接收其他端口发送来的数据。
与共享带宽（一个时间只能为一对网络节点服务）、无目的地进行数据发送（广播）的集线器不同，交换机可以在一个时间内同时为所有的网络节点服务，并可以有目的地发送数据，所以在带宽占用、减少阻塞、网络安全和全双工传输方面都是集线器不可相比的。
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交换机的功能
交换机的每个端口都具有桥接功能，可以互联一个LAN或一台高性能计算机。所有端口由专用处理器进行控制，并经过控制管理总线转发信息。中高档交换机可以用专门的网管软件进行集中管理。
可将每个端口所互联的网络工作站分割为独立的LAN（VLAN）。
每个端口都与大带宽的背板连通，从而为每个端口提供专用的带宽。
流量控制（网桥无流量控制能力）。
采用专用集成电路（ASIC）处理器完成高速交换。
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2 交换机的分类
交换机和集线器
不能“以貌取人”
桌面型交换机和模块化交换机
异在“按需定制”
TP-link TL-HP8MU HUB
D-Link DFE-916DX HUB
3Com SuperStack 3 4400 switch
3Com Switchs
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按网络类型分类
有线交换机和无线交换机
10/100Mbps自适应标准以太网交换机
1Gbps(千兆位)以太网交换机（模块化）
10Gbps(万兆位)以太网交换机（全光纤接口）
ATM交换机（传输介质一般采用光纤，成本高，通常用作ADSL和HFC的骨干节点，广泛用于电信、邮政网的主干网段）
FDDI交换机（全光纤接口，成本高）
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Quidway® S8500万兆核心路由交换机
Quidway® S8500系列万兆核心交换机是由华为3Com公司自主开发的新一代高性能万兆核心路由交换机产品，可广泛应用于电子政务网核心层、校园网及教育城域网核心层、园区网和企业网核心层以及运营商IP城域网核心层、汇聚层。
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按网络规模分类
企业级交换机
一般采用模块配置，属于第三层或第四层千兆位（或以上）交换机，通常能支持500个信息点以上。
部门级交换机
一般为千兆位第三层交换机，固定配置或模块配置，通常能支持300～500个信息点。
工作组级交换机
一般为固定配置，10/100Mbps自适应，通常支持的信息点少于100个。
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按网管功能分类
非网管型交换机
不支持网络管理
网管型交换机
可通过网络方式进行管理，包括交换机各端口的流量控制、QoS和端口协议的配置等，以便使所有的网络资源尽可能处于最佳状态
网管型交换机上都有一个“Console”控制端口(一般为RS232串口型)以便进行基本配置，有的还支持基于Web页面和Telnet远程登录网络等多种网络管理方式
支持SNMP（简单网络管理协议），并采用RMON (Remote Monitoring，远程监视）技术跟踪流量和会话状态（允许用户查看每个交换端口上的流量），增强了流量管理、监视与分析能力。
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交换机的Console控制端口
可进行网络管理的交换机上一般都有一个“Console”端口，它是专门用于对交换机进行配置和管理的。
通过Console端口连接并配置交换机，是配置和管理交换机必须经过的步骤。因为其他方式的配置往往需要借助于IP地址、域名或设备名称才可以实现，而新购买的交换机显然不可能内置有这些参数，所以Console端口是最常用、最基本的交换机管理和配置端口。
绝大多数交换机都采用RJ－45端口，但也有少数采用DB－9串口端口或DB－25串口端口。
DB-9串行端口
DB-25串行端口
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