交换机产品的发展历程与简要介绍(图)

2019-11-05 01:52:24

字体：大中小

来源：转载

供稿：网友

　　交换机发展历程
　　
　　计算机技术与通信技术的结合促进了计算机局域网络的飞速发展，从六十年代末ALOHA的出现到九十年代中期1000Mbps交换式以太网的登台亮相，短短的三十年间经过了从单工到双工，从共享到交换，从低速到高速，从简单到复杂，从昂贵到普及的飞跃。
　　
　　八十年代中后期，由于通信量的急剧增加，促使技术的发展，使局域网的性能越来越高，最早1Mbps速率已广泛地被今天的100Base-TX替代，但是，传统的媒体访问方法都局限于使大量的站点共享对一个公共传输媒体的访问，即CSMA/CD。
　　
　　九十年代初，随着计算机性能的提高及通信量的剧增，传统局域网已经超出了自身的负荷，交换式以太网技术应运而生，大大提高了局域网的性能。与现在基于网桥和路由器的共享媒体的局域网拓扑结构相比，网络交换机能显著的增加带宽。交换技术的加入，就可以建立地理位置相对分散的网络，使局域网交换机的每个端口可平行、安全、同时的互相传输信息，而且使局域网可以高度扩充。
　　
　　局域网交换技术的发展要追溯到两端口网桥。桥是一种存储转发设备，用来连接相似的局域网。从互联网络的结构看，桥是属于DCE级的端到端的连接；从协议层次看，桥是在逻辑链路层对数据帧进行存储转发；与中继器在第一层、路由器在第三层的功能相似。两端口网桥几乎是和以太网同时发展的。
　　
　　以太网交换技术(Switch)是在多端口网桥的基础上于九十年代初发展起来的，实现OSI模型的下两层协议，与网桥有着千丝万缕的关系，甚至被业界人士称为"许多联系在一起的网桥"，因此现在的交换式技术并不是什么新的标准，而是现有技术的新应用而已，是一种改进了的局域网桥，与传统的网桥相比，它能提供更多的端口、更好的性能、更强的治理功能以及更便宜的价格。现在某些局域网交换机也实现了OSI参考模型的第三层协议，实现简单的路由选择功能，目前很热的第三层交换就是指此。以太网交换机大多提供存储转发(Store and Forward)方式。
　　
　　交换机与集线器的区别
　　
　　集线器（HUB）是一种广播模式设备，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其他所有端口都能够收到信息，轻易产生广播风暴。当网络规模较大时，网络性能会受到严重影响。而交换机就能够避免这种现象，当交换机工作的时候，只有发出请示的端口和目的端口之间相互响应，而不影响其他端口（即点对点方式）。因此，交换机能够隔离冲突域，并有效地抑制广播风暴的产生。
　　
　　从带宽看,集线器不管有多少个端口，所有端口都是共享一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据，其他端口只能等待，同时集线器只能工作在半双工模式下；而对交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时，并不影响其他端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下，还可以工作在全双工模式下。
　　
　　Uplink口
　　
　　过去，Uplink口是交换机上常见的一种端口，它是为了便于两台交换机之间进行级联的端口。它与其相邻的普通UTP口使用的是同一通道，因而，假如使用了Uplink口，另一个与之相邻的普通端口就不能再使用了。这两个端口称为共享端口，不能同时使用。级联的时候，您可使用一般的正线（网线的两端都遵循同一标准，即同是EIA/TIA 568A或568B标准）将一个交换机的普通端口和另一个交换机的Uplink口连起来。如两个设备都使用Uplink口连接，线需要使用反线（即一端使用EIA/TIA 568A标准，另一端使用EIA/TIA 568B标准）。
　　
　　现在很多交换机都支持端口自动翻转功能，所有端口既可用作Uplink口，也可用作普通口，而且用正线、反线均可连接。这样就没有专门用作Uplink的端口。
　　
　　级联与堆叠
　　
　　堆叠(Stack)和级联(Uplink)是多台交换机或集线器连接在一起的两种方式。它们的主要目的是增加端口密度。但它们的实现方法是不同的。简单地说，级联可通过一根双绞线在任何网络设备厂家的交换机之间，集线器之间，或交换机与集线器之间完成。而堆叠只有在自己厂家的设备之间，且此设备必须具有堆叠功能才可实现。级联只需单做一根双绞线(或其他媒介)，堆叠需要专用的堆叠模块和堆叠线缆，并且这些设备可能需要单独购买。交换机的级联在理论上是没有级联个数限制的(注重：集线器级联有个数限制，且10M和100M的要求不同)，而堆叠各个厂家的设备会标明最大堆叠个数。
　　
　　级联相对轻易，但堆叠这种技术有级联不可达到的优势。首先，多台交换机堆叠在一起，从逻辑上来说，它们属于同一个设备。这样，假如你想对这几台交换机进行设置，只要连接到任何一台设备上，就可看到堆叠中的其他交换机。而级联的设备逻辑上是独立的，假如想要治理这些设备，必须依次连接到每个设备。
　　
　　其次，多个设备级联会产生级联瓶颈。例如，两个百兆交换机通过一根双绞线级联，则它们的级联带宽是百兆。这样不同交换机之间的计算机要通讯，都只能通过这百兆带宽。而两个交换机通过堆叠连接在一起，堆叠线缆将能提供高于1G的背板带宽，极大地减低了瓶颈。不过，现在交换机有一种新技术——Port Trunk（端口绑定），通过这种技术，可使用多根双绞线在两个交换机之间进行级联，这样可成倍地增加级联带宽。而且现在很多交换机有千兆扩展能力，千兆级联性能已经不错，只要级联的层数不要太多就不会影响上行速率。
　　
　　级联还有一个堆叠达不到的目的，是增加连接距离。比如，一台计算机离交换机较远，超过了单根双绞线的最长距离100米，则可在中间再放置一台交换机，使计算机与此交换机相连。堆叠线缆最长也只有几米，所以堆叠时应予以考虑。
　　
　　堆叠和级联各有优点，在实际的方案设计中经常同时出现，可灵活运用。
　　
　　线缆类型
　　
　　以太网网络中最常用的双绞线有3类线、5类线和超5类线，目前超5类线已有6类以上线。第3类线在LAN中常用作为10Mbps以太网的数据与话音传输，符合IEEE802.3 10Base-T的标准。第5类双绞线目前占有最大的LAN市场，最高速率可达100Mbps，符合IEEE802.3u 100Base-TX的标准。
　　
　　5类线和超5类线的不同之处主要是在于应用的不同。5类线使用过程中只是使用其中的两对线缆传输，而超5类为了满足千兆以太网的应用，采用四对全双工传输。超5类线比5类线有着更高的性能要求。6类线和5类线实质的区别在于它们的带宽不同，5类线只有100MHz，而6类线是250MHz。它们支持的应用也因为性能的不同而不同，6类线支持更高级别的应用。在性能上6类线也比5类线有更高的要求。一般来说，网线的长度不能超过100米。
　　
　　机架式安装
　　
　　很多以太网交换机是根据EIA（Electronic Industries Association）电子工业协会的标准尺寸19英寸的支架设计的。机架安装时先关闭那些已连线的设备以备安装，把L型支架安装在交换机前面板的两边（一边一个），并用螺丝钉固定（如图1所示），然后，再用螺丝钉把交换机固定在放置交换机的支架上（如图2所示）。
　　　交换机产品的发展历程与简要介绍(图)