首页「优信网娱乐平台大家好，我是网工阿成，一名网络工程师，今天给大家介绍下什么是交换机？如何选购交换机，也给大家推荐几款华为交换机。

　　不管是家庭网络、还是企业网络，可能会面临需要接入internet的终端较多，此时单单凭借运营商提供的光猫的端口往往是不够用的。

　　那么此时就需要借助专用的设备——交换机，用来扩展端口，组建一个中小型网络，从而满足多用户接入。

　　（1）大学宿舍，多人共用一台路由器，可以通过交换机扩展端口上网打游戏等；

　　交换机是一种用于电（光）信号转发的网络设备，可为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。

　　交换机基于MAC（Media Access Control，介质访问识别）地址识别、完成以太网数据帧的转发。

　　交换机在网络中最重要的应用就是提供网络接口，所有网络设备的互联都必须借助交换机才能实现。

　　尽管有的交换机拥有较多数量的端口（如48口），但是当网络规模较大时，一台交换机所能提供的网络接口数量往往不够。此时，就必须将两台或更多台交换机连接在一起，从而成倍地扩充网络接口。

　　交换机与计算机或其它网络设备是依靠传输介质连接在一起的，而每种传输介质的传输距离都是有限的，根据网络技术不同，同一种传输介质的传输距离也是不同的。

　　网络覆盖范围较大时，必须借助交换机进行中继，以成倍地扩展网络传输距离，增大网络覆盖范围。

　　（1）从网络覆盖范围划分交换机可以分为以下两类：广域网交换机和局域网交换机

　　广域网和局域网的区别就是覆盖范围不同，局域网小于城域网小于广域网。广域网传输距离一般上百公里以上。

　　例如：internet就是最大的广域网，学校的网络、家庭的网络就是一个局域网；

　　（2） 根据传输速率分：快速以太网交换机、千兆以太网交换机、万兆以太网交换机等

　　交换机的传输速度是指交换机端口的数据交换速度。目前常见的有100Mbps、1000Mbps、10GMbps等交换机。

　　交换机的端口速率的单位是bps（bit per second），即每秒多少比特。

　　接入层的主要目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机往往具有低成本和高端口密度特性，通常建议使用性价比高的设备。

　　汇聚层交换机是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能和交换速度以及更少的接口。

　　核心层是网络的枢纽中心，重要性突出，因此核心层交换机应该采用拥有更高带宽、更高可靠性、更高性能和吞吐量的千兆甚至万兆以上可管理交换机。

　　（4）根据交换机端口结构划分固定端换机（盒式交换机）和模块化交换机（框式交换机）

　　盒式交换机皆可以理解成一个铁盒子，一般情况下盒式交换机是固定配置，固定端口数量，固定电源模块、风扇等；因此盒式交换机不具备扩展性。

　　框式交换机基于机框，接口板卡、交换板卡、电源模块等都可以按照需求独立配置，框式交换机的扩展性一般基于槽位数量。

　　二层交换机：工作在OSI参考模型的第二层数据链路层上交换机，主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及流控。（如下图所示，二层交换机工作在数据链路层，可以处理数据帧）

　　三层交换机：一个具有三层交换功能的设备，即带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。（如下图三层交换机工作在网络层，可以处理数据包）

　　交换机可以分为网管交换机以及非网管交换机，网管型交换机就字面上的意思，可以网络管理的交换机，而非网管交换机，是相对网管型交换机而言的，非网管交换机又称为傻瓜型交换机，不需要任何设置，插上网线）根据是否支持POE供电功能划分POE交换机和非POE交换机

　　POE (Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。

　　POE也被称为基于局域网的供电系统(POL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。

　　最后可以看下需要其它的性能指标或者需要支持哪些功能，比如VLAN，路由协议等；

　　背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbit/s。一台交换机的交换容量越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。所有端口容量端口数量之和的两倍应该小于交换容量，从而实现全双工无阻塞交换。

　　交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。

　　考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数*相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽≤标称背板带宽，那么在背板带宽上是线）第二层包转发线速

　　对于千兆以太网来说，计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 说明：当以太网帧为64byte时，需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1.488Mpps。快速以太网的统速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8mpps。

　　一是共享内存结构，这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能连接，由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，尤其是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，因而交换机内核成为性能实现的瓶颈；

　　二是交叉总线结构，它可在端口间建立直接的点对点连接，这对于单点传输性能很好，但不适合多点传输；三是混合交叉总线结构，这是一种混合交叉总线实现方式，它的设计思路是，将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵，中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了交叉总线数，降低了成本，减少了总线争用；但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。

　　目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用直通式交换、存储转发式和碎片隔离方式三种数据包交换方式。目前的存储转发式是交换机的主流交换方式。

　　采用直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节），不需要存储，所以切入方式具有延迟小，交换速度快的优点。所谓延迟（Latency）是指数据包进入一个网络设备到离开该设备所花的时间。

　　它的缺点主要有三个方面：一是因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力；第二，由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入／输出端口直接接通，而且容易丢包。如果要连到高速网络上，如提供快速以太网（100BASE－T）、FDDI或ATM连接，就不能简单地将输入／输出端口“接通”，因为输入／输出端口间有速度上的差异，必须提供缓存；第三，当以太网交换机的端口增加时，交换矩阵变得越来越复杂，实现起来就越困难。

　　存储转发（Store and Forward）是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，并且能支持不同速度的输入／输出端口间的交换，可有效地改善网络性能。它的另一优点就是这种交换方式支持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。实现的办法是将10Mbps低速包存储起来，再通过100Mbps速率转发到端口上。

　　这是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案。它在转发前先检查数据包的长度是否够64个字节（512 bit），如果小于64字节，说明是假包（或称残帧），则丢弃该包；如果大于64字节，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢，但由于能够避免残帧的转发，所以被广泛应用于低档交换机中。

　　使用这类交换技术的交换机一般是使用了一种特殊的缓存。这种缓存是一种先进先出的FIFO（First In First Out），比特从一端进入然后再以同样的顺序从另一端出来。当帧被接收时，它被保存在FIFO中。如果帧以小于512比特的长度结束，那么FIFO中的内容（残帧）就会被丢弃。因此，不存在普通直通转发交换机存在的残帧转发问题，是一个非常好的解决方案。数据包在转发之前将被缓存保存下来，从而确保碰撞碎片不通过网络传播，能够在很大程度上提高网络传输效率。

　　交换机之所以能够直接对目的节点发送数据包，而不是像集线器一样以广播方式对所有节点发送数据包，最关键的技术就是交换机可以识别连在网络上的节点的网卡MAC地址，并把它们放到一个叫做MAC地址表的地方。这个MAC地址表存放于交换机的缓存中，并记住这些地址，这样一来当需要向目的地址发送数据时，交换机就可在MAC地址表中查找这个MAC地址的节点位置，然后直接向这个位置的节点发送。所谓MAC地址数量是指交换机的MAC地址表中可以最多存储的MAC地址数量，存储的MAC地址数量越多，那么数据转发的速度和效率也就就越高。

　　但是不同档次的交换机每个端口所能够支持的MAC数量不同。在交换机的每个端口，都需要足够的缓存来记忆这些MAC地址，所以Buffer（缓存）容量的大小就决定了相应交换机所能记忆的MAC地址数多少。通常交换机只要能够记忆1024个MAC地址基本上就可以了，而一般的交换机通常都能做到这一点，所以如果对网络规模不是很大的情况下，这参数无需太多考虑。当然越是高档的交换机能记住的MAC地址数就越多，这在选择时要视所连网络的规模而定了。

　　交换机设备的端口数量是交换机最直观的衡量因素，通常此参数是针对固定端换机而言，常见的标准的固定端换机端口数有8、12、16、24、48等几种。而非标准的端口数主要有：4端口，5端口、10端口、12端口、20端口、22端口和32端口等。

　　固定端换机虽然相对来说价格便宜一些，但由于它只能提供有限的端口和固定类型的接口，因此，无论从可连接的用户数量上，还是所从可使用的传输介质上来讲都具有一定的局限性，但这种交换机在工作组中应用较多，一般适用于小型网络、桌面交换环境。

　　交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前的交换机都支持全双工。

　　提到全双工，就不能不提与之密切对应的另一个概念，那就是“半双工”，所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，一天窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两量车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是实行半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会逐渐退出历史舞台。

　　评论:这个一款8口非网管型千兆以太网交换机，无需配置，即插即用。可以在家庭、宿舍中使用。

　　这个一款非网管型千兆以太网交换机，提供8个千兆电口和1个千兆光口，无需配置，即插即用。

　　（1）新华三（H3C）Mini S24G-U 24口千兆交换机 （非网管/桌面式）a（2）新华三（H3C）S1224R 24口千兆非网管企业级网络交换机 （非网管/机架型）

　　接入层。上述两款交换机的区别在于一个是桌面交换机，一个是机架式交换机。可以按需选择。（桌面交换机可以认为可以放在桌上的，机架式交换机一般是放在机柜里面的）（3）新华三（H3C）S1224F 24口千兆电+2千兆光纤口非网管企业级网络交换机 （非网管/机架型）a

　　上面一款S5048PV5-EI为二层交换机，一般用在中小型企业网络中可用作接入层。下面一款S5120V3-52P-SI 为三层交换机

　　（2）新华三（H3C）S1250FX 48口千兆电+2万兆光纤口非网管企业级网络交换机 （非网管/机架型）a评论:这个一款非网管型万兆以太网交换机，提供48个千兆电口和2个万兆光口，不支持

　　（3）新华三（H3C）S5048X-EI 48口千兆电+4万兆光纤口 (二层/网管/机架型)a评论:这个一款非网管型万兆以太网交换机，提供48个千兆电口和4个万兆光口，不支持