以太網(wǎng)交換機還是比較常用的，于是我研究了一下以太網(wǎng)交換機的選擇和使用，在這里拿出來和大家分享一下，希望對大家有用。最近在為一家新開的網(wǎng)吧開通路由時，網(wǎng)吧的管理員跑來問我，網(wǎng)吧里的計算機互連選集線器(HUB)好還是選以太網(wǎng)交換機好，CISCO的以太網(wǎng)交換機是不是就是最好的了。人常說，只選對的不選貴的。

但如何選擇就是對的呢?常見的中小型網(wǎng)絡有二三百臺電腦，多者達到上千臺。它們通過綜合布線系統(tǒng)交換設備連在一起。并通過以太網(wǎng)交換機或路由器連到寬帶網(wǎng)絡上。因而各種以太網(wǎng)交換機的選擇和使用對寬帶網(wǎng)絡系統(tǒng)的性能將具有極為重要的影響。我就工作中常見的一些以太網(wǎng)交換機問題作些探討與交流。

一、集線器和交換機的區(qū)別

1. 集線器(這里僅指非交換式單網(wǎng)段和多網(wǎng)段型)在OSI體系結構中屬于OSI的第一層物理層設備，而以太網(wǎng)交換機屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層設備，現(xiàn)在常見的三層交換為在二層平臺上提供VLAN和基于IP的路由和交換功能，而四層交換則為基于端口的應用。集線器只是對數(shù)據(jù)的傳輸起到同步、放大和整形的作用，對數(shù)據(jù)傳輸中的短幀、碎片等無法進行有效的處理，不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性，類似于一個大的總線型局域網(wǎng);而以太網(wǎng)交換機不但可以對數(shù)據(jù)的傳輸做到同步、放大和整形，而且可以過濾短幀、碎片對封裝數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā)等。

2. 從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個端口工作的時候，其他所有端口都能夠收聽到信息，容易產(chǎn)生廣播風暴，并且每一個時刻只有一個端口發(fā)送數(shù)據(jù)，另外安全性差，所有的網(wǎng)卡都能接收到所發(fā)數(shù)據(jù)，只是非目的地網(wǎng)卡丟棄了信包。當以太網(wǎng)交換機工作的時候，只有發(fā)出請求的端口和目的端口之間相互響應而不影響其他端口，因此交換機就能夠隔離沖突域和有效的抑制廣播風暴的產(chǎn)生。

3. 從帶寬來看，集線器不管有多少個端口，所有端口都是共享一條帶寬，在同一時刻只能有二個端口傳送數(shù)據(jù)，其他端口只能等待，同時集線器只能工作在半雙工模式下;而對于交換機而言，每個端口都有一條獨占的帶寬，當二個端口工作時并不影響其他端口的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。

4. 交換機工作于數(shù)據(jù)鏈路層以MAC地址進行尋址，有一定的額外尋址開銷，在數(shù)據(jù)流量小時，時延可能相對數(shù)據(jù)傳輸時間而言較大;集線器工作于物理層為廣播方式傳輸數(shù)據(jù)，流量小時性能下降不明顯適合于共享總線型結構局域網(wǎng)。

二、二層交換與第三層交換以及路由器的區(qū)別

第二層交換技術工作于數(shù)據(jù)鏈路層。它按所接收到數(shù)據(jù)包的目的MAC地址在內(nèi)部地址表中對應端口進行轉(zhuǎn)發(fā)，將本數(shù)據(jù)包MAC地址與對應端口記錄在內(nèi)部地址表中，MAC地址不在表內(nèi)的就進行廣播等待回應。因而二層交換機對MAC地址具有學習功能，對于網(wǎng)絡層或高層協(xié)議來說是透明的，數(shù)據(jù)交換靠專用處理數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC(應用專用集成芯片組)實現(xiàn)速度很快。但它不能處理三層及三層以上的協(xié)議，不能處理不同IP子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)交換。

第三層交換工作于OSI七層模型中的第三層，是利用三層協(xié)議中的IP包包頭信息對后續(xù)數(shù)據(jù)流進行標記，進行幀頭重組，將具有同一標記的數(shù)據(jù)流的報文交換到數(shù)據(jù)鏈路層，即提供一條目標地址與源地址之間的一條數(shù)據(jù)通道。因此，三層交換機不必拆包便可判斷路由，從而將數(shù)據(jù)包直接轉(zhuǎn)發(fā)，進行數(shù)據(jù)交換。從而可以實現(xiàn)不同子網(wǎng)IP包交換。另外三層路由模塊不是簡單的二層交換機與路由器的簡單疊加，它是由三層路由模塊疊加二層交換高速背板總線速率可達Gbit/s，其中大部分必需的需路由軟件處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)為三層轉(zhuǎn)發(fā)外，其余均為二層高速轉(zhuǎn)發(fā)。

路由器工作于OSI第三層網(wǎng)絡層，工作模式與二層相似。路由器主要決定最佳路由并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由器內(nèi)有一個路由表，其中記錄各種鏈路信息，供路由算法計算出到目的地的最佳路由。據(jù)此路由器再進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。如不能知道目的路由，則將包丟棄，并向源地址返回信息。路由器可相互學習路由信息或?qū)⒆砸训逆溌窢顟B(tài)進行廣播，使路由信息按一定方式進行更新，從而由算法計算最佳路由。因此路由器路徑計算工作量很大。路由器一般端口數(shù)量有限，路由轉(zhuǎn)發(fā)速度慢。在內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量較大，又要求快速轉(zhuǎn)發(fā)響應時，常建議使用三層交換機，而將網(wǎng)間路由工作交由路由器完成。

三、交換機分類和選擇指標

從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上看，局域網(wǎng)交換機可以分為以太網(wǎng)交換機、快速以太網(wǎng)交換機、千兆以太網(wǎng)交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環(huán)交換機等多種，這些交換機分別適用于以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI、ATM和令牌環(huán)網(wǎng)等環(huán)境。

按照最廣泛的普通分類方法，局域網(wǎng)交換機可以分為桌面型交換機(Desktop Switch)、組型交換機(Workgroup Switch)和校園網(wǎng)交換機(Campus Switch)三類。根據(jù)架構特點，人們還將以太網(wǎng)交換機分為機架式、帶擴展槽固定配置式、不帶擴展槽固定配置式3種產(chǎn)品。