交换机分类
《交换机工作原理》课件
不同的应用场景需要不同数量和类型的端口配置。例如，大型数据中心可能需要大量的高速端口来支 持大规模的数据交换，而一般的办公室环境可能只需要少量的低速端口。
交换机的冗余设计
总结词
交换机的冗余设计是指交换机内部硬件 组件的备份和冗余，以确保交换机在部 分组件故障时仍能正常运行。
VS
详细描述
冗余设计可以提高交换机的稳定性和可靠 性。例如，某些高端交换机可能配备有电 源冗余、风扇冗余、控制引擎冗余等设计 ，以保障设备的持续运行。
02
交换机的工作原理
交换机的基本工作原理
交换机是一种基于MAC地址识别和完成数据交换的设备，它能够根据数据帧中的MAC地址，将数据从 一个端口转发到另一个端口。
交换机内部通常包含一个或多个交换芯片，这些芯片负责高速交换数据，确保数据能够快速地在交换机 内部传输。
交换机的转发方式通常采用存储转发或直通转发，其中存储转发方式能够检测数据帧中的错误，提高数 据传输的可靠性。
交换机的分类
总结词
交换机的分类
详细描述
根据不同的分类标准，交换机可以分为多种类型。按工作层次可分为二层交换机、三层交换机和多层交换机；按 传输速率可分为快速以太网交换机、千兆以太网交换机和万兆以太网交换机；按可管理性可分为可网管交换机和 非网管交换机；按端口类型可分为固定配置交换机和模块化交换机。
区的网络覆盖。
交换机支持多种协议和技术，如 VLAN、STP等，能够实现跨建 筑物的数据传输和网络安全控制
。
园区网中的交换机具备高带宽和 低延迟的特点，满足园区内各个
应用的需求。
数据中心中的应用
数据中心中，交换机主要用于 连接服务器和存储设备，提供 高速、可靠的数据传输服务。
《交换机基础知识》课件
交换机安全威胁
非法访问和恶意攻击
01
未经授权的访问和恶意攻击是交换机面临的主要安全威胁，可
能导致数据泄露、网络瘫痪等严重后果。
病毒感染和传播
02
交换机如果感染病毒，可能会成为病毒传播的源头，影响整个
网络的正常运行。
拒绝服务攻击
03
通过大量无效的网络流量或请求，导致交换机资源耗尽，无法
MAC地址表大小
交换机能够学习的MAC地址数量，影响交 换机的转发能力。
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交换机的应用场景
企业网络中的应用
企业网络中，交换机主要用于连接各 个部门和分支机构，实现内部数据的 高速传输和共享。
企业网络中的交换机通常具备较高的 端口密度和扩展性，以满足大规模网 络连接需求。
交换机能够提供多种安全特性，如访 问控制列表（ACL）、端口安全等， 保障企业网络安全。
02
交换机的工作原理
交换机转发原理
交换机根据目的MAC地址进行数据帧的转发。
交换机通过学习源MAC地址与端口映射关系，建立MAC地址表，实现快速转发。
当收到数据帧时，交换机查找MAC地址表，确定目的端口，并将数据帧转发到对应 端口。
交换机的交换方式
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直通式交换
数据帧头部的信息被直接 传输到目的端口，不经过 CPU处理。
存储转发式交换
数据帧先存储在缓冲区， 然后根据MAC地址表进行 转发。
碎片隔离式交换
数据帧长度达到一定值后 才会转发，以减少冲突和 丢包。
交换机的性能指标
吞吐量
交换机每秒传输的数据量，Hale Waihona Puke 常以Mbps为 单位。背板带宽
交换机内部总线的数据传输能力，决定了交 换机的数据处理能力。
描述交换机的功能和分类
描述交换机的功能和分类《交换机的功能和分类》交换机是计算机网络中起到连接和传递数据的重要设备，其主要功能是根据数据帧的目的地址，将数据从一个接口转发到另一个或多个接口。
交换机的分类主要有三种：硬件交换机、虚拟交换机和软件交换机。
硬件交换机是网络中最常用的一种交换机。
其特点是使用专用的硬件芯片实现数据的转发和过滤，具有高速转发能力和较低的延时。
硬件交换机通常具有多个端口，可以同时连接多台计算机或其他网络设备。
它可以根据目的地址来学习和保存设备的MAC地址，从而实现帧的无碰撞转发。
虚拟交换机是一种通过软件创建的虚拟设备，可以在一台物理交换机上模拟出多个逻辑交换机。
虚拟交换机的功能与硬件交换机相似，但其优势在于能够有效利用物理交换机的硬件资源，提高网络的灵活性和可扩展性。
虚拟交换机通常运行在服务器操作系统上，通过软件技术实现数据的转发和过滤。
软件交换机是一种在计算机上运行的软件程序，可以将计算机本身作为交换机来使用。
软件交换机通常使用计算机的网络接口卡（NIC）来实现数据的转发，具有较低的转发速度和较高的延时。
软件交换机通常用于小型局域网或家庭网络中，其主要优势是成本低、易于维护和灵活性高。
除了按其类型分类，交换机还可以根据其功能和用途进行分类。
在功能上，交换机主要有三种类型：存储转发交换机、直通交换机和透明交换机。
存储转发交换机是最常见的交换机类型，它会将接收到的完整数据帧进行存储，并根据目的地址进行处理和转发。
存储转发交换机具有较高的转发精度和安全性，适用于大型网络中传输大量数据的环境。
直通交换机是一种特殊类型的交换机，它会将接收到的数据直接转发到相应的端口，而不进行任何处理和过滤。
直通交换机通常用于实时数据传输和对带宽要求较高的网络环境，如视频会议、音频传输等。
透明交换机是一种高级功能交换机，它具有路由器的转发能力和交换机的速度。
透明交换机能够根据目的地址进行数据转发，并可以实现跨网络的数据传输和路由选择，从而实现多个网络之间的互联互通。
交换机堆叠与级联课件
•堆叠的优点和缺点
堆叠的优点：
（1）通过堆叠，可以扩展端口密度。 （2）方便用户的管理操作。通过堆叠，用户可以将一组交换机
作为一个逻辑对象，通过一个IP来管理，减少IP地址的占用并 方便管理。
（3）扩展上链带宽。如8台S2126G/S2150G交换机堆叠，上链 可以有8个千兆端口，8个千兆口形成聚合端口，带宽可以达到 8Gbps。
Trunk的应用
TRUNK功能比较适合于以下方面具体应用： 1、TRUNK功能用于与服务器相联，给服
务器提供独享的高带宽。 2、TRUNK功能用于交换机之间的级联，
通过牺牲端口数来给交换机之间的数据交换提 供捆绑的高带宽，提高网络速度，突破网络瓶 颈，进而大幅提高网络性能。
Trunk的应用
3、Trunk可以提供负载均衡能力以及系统容错。 由于Trunk实时平衡各个交换机端口和服务器 接口的流量，一旦某个端口出现故障，它会自 动把故障端口从Trunk组中撤消，进而重新分 配各个Trunk端口的流量，从而实现系统容错。
3 交换机的接口（端口）
不同品牌的交换机其前后面板的功能布局不尽相同。但是为了 便于操作，一般在前面板提供了RJ-45端口、LED指示灯和电源指示 灯，一些交换机为了实现与上层设备的远程连接还提供了光纤模块插 槽。 （1）AUI和BNC端口 （2）FDDI端口 （3）RJ-45端口 （4）光纤端口 （5）GBIC模块与插槽 （6）SFP模块与插槽 （7）10GE模块与插槽 （8）交换机的Console端口
注意
光纤端口均不支持自适应，不同速率和工作模式 （双工、半双工、全双工）的端口将无法连接并通讯。 因此，要求相互连接的光纤端口必须拥有完全相同的传 输速率和工作模式，既不可将1000Mbps的光纤端口与 100Mbps的光纤端口连接在一起，也不可将全双工模式 的光纤端口与半双工模式的光纤端口连接在一起，否则， 将导致连通性故障。
交换机的分类及功能
交换机的分类及功能
一、交换机的分类
1、根据功能分类
（1）局域网交换机：主要为用户提供网络内部的通信服务，以局域网为范围，主要提供交换、广播控制、路由选择等功能，支持各种网络协议，是现代网络的核心设备之一
（2）路由交换机：兼有路由器的路由功能，也兼有交换机的交换功能。
常用于组建多层网络，可以实现数据在不同网段之间的传输，从而在网络之间实现连接和传输信息。
（3）核心交换机：控制管理组网中各层次的交换机，是构成局域网的大型、重要的设备，它是网络入口，是网络服务资源的集散地，只有它才可调度全网资源。
（4）虚拟交换机：坐落在物理交换机上，通过软件来模拟分割出多个逻辑交换机，具有高可靠性、高安全性等优点。
它能够提高运行效率，灵活的安排网络拓扑结构，能够帮助企业在节省硬件成本的同时也保证网络数据的安全性。
2、根据连接方式分类
（1）共享交换机：是指多台计算机或网络设备通过连接时，用单一的交换机实现通信的设备，这种结构的交换机只有一个数据处理路径，只能进行基本的识别、接入、转发等功能。
交换机的分类及应用
交换机的分类及应用交换机是计算机网络中的重要设备，用于实现数据包的路由和分发。
根据其工作原理和应用场景的不同，交换机可以分为多种类型。
下面将介绍几种常见的交换机分类及其应用。
1. 常规交换机：常规交换机也被称为局域网交换机，是最常见的交换机类型。
它主要用于连接局域网内的终端设备，如计算机、打印机和IP电话等。
常规交换机通过学习终端设备的MAC地址，建立MAC地址表，在数据包转发时只将数据包发送给目标终端设备，提高了网络的性能和安全性。
2. 网络核心交换机：网络核心交换机是大型企业内部或大型数据中心网络中的重要设备。
它主要用于连接不同的局域网和广域网，实现数据包的高速转发和路由。
网络核心交换机具有高性能、高容量和高可靠性的特点，能够满足大型网络的需求。
3. 汇聚交换机：汇聚交换机主要用于连接多个交换机和局域网，将不同的局域网汇聚到一个交换机上，实现网络的扩展。
汇聚交换机通常配备多个高速的上行端口，可以连接多个上级交换机或路由器，利用链路聚合技术提供更大的带宽和更好的网络可靠性。
4. 三层交换机：三层交换机结合了交换机和路由器的功能，可以实现数据包的高速转发和路由。
它不仅可以根据MAC地址进行数据包转发，还可以根据IP地址进行路由选择。
三层交换机通常用于连接多个局域网和广域网，提供高性能的数据包转发和路由能力。
5. 无线交换机：无线交换机也被称为无线控制器，主要用于无线局域网（WLAN）的控制和管理。
无线交换机可以管理多个无线接入点，提供无线客户端的接入控制、认证管理和流量控制等功能。
无线交换机可以实现灵活的无线网络拓扑和无线接入的集中管理。
6. 工业交换机：工业交换机是专门设计用于工业控制和自动化领域的交换机。
工业交换机通常具有耐高温、耐湿、防尘、防抖动等特点，能够适应恶劣的工业环境。
工业交换机可以用于工厂自动化、智能交通、电力系统等领域的网络构建。
以上是几种常见的交换机分类及其应用。
随着计算机网络的不断发展，各种类型的交换机的功能也在不断进化和扩展。
交换机原理
交换机原理交换机是一种用于局域网中的网络设备，可以实现网络中多个节点之间的数据传递。
交换机与路由器、集线器等网络设备相比有着更高的传输速率、更低的延迟和更好的数据带宽管理能力。
本文将介绍交换机的基本原理，包括交换机的分类、工作原理、数据转发过程和QoS等相关内容。
交换机的分类按照交换机的不同工作方式，可以将其分为以下几种类型：1.转发型交换机转发型交换机是最基本的交换机类型，其主要特点是非常简单、廉价。
转发型交换机使用MAC地址来识别数据包，将数据包从一个端口直接转发到目标端口。
然而，该类型交换机并不支持QoS和其它高级功能。
2.存储转发交换机存储转发交换机将整个数据包存储在缓冲区中，先对数据包进行差错检测和改正，将数据包的内容和目标地址都检查后再进行转发。
存储转发交换机在进行数据转发时可以对不同的数据包进行区分，甚至还可以针对某些数据包进行拦截、阻断或修改。
3.自适应交换机自适应交换机是一种更为高级的交换机类型，其拥有存储转发交换机的所有功能，同时加入了 VLAN 、QoS、ACL等功能。
自适应交换机可以识别不同的应用程序，可以对不同的用户配置不同的访问权限，还可以支持远程管理和监控等功能。
交换机的工作原理交换机的工作原理是通过各种算法和机制来实现，以下是它的几个基本工作原理：1.地址学习交换机学习到每个端口上连接的MAC地址，仅当收到未知MAC地址时，交换机会记录学习到的MAC地址及其对应的端口。
2.过滤处理交换机会基于已知的MAC地址表过滤并转发帧。
3.转发处理交换机将帧从源端口转发到目标端口。
4.洪泛处理当交换机收到一个帧，但无法识别该帧所要求的目标地址，交换机会把该帧转发到每个与之相连的端口上。
交换机的数据转发过程交换机在接收到一个数据帧时，将进行以下过程：1.交换机从数据帧中提取目标 MAC 地址并在自己存储的 MAC 地址表中查找。
2.如果目标 MAC 地址在存储的 MAC 地址表中，则交换机将数据帧转发到目标端口。
计算机网络 交换机的类型
计算机网络 交换机的类型从1993年局域网交换设备的出现到现在万兆交换机在网络中的应用，数年间随着网络技术的不断发展，而交换设备的类型也越来越多。
按照不同的分类原则，能够将交换机分为不同的类型，常见的分类方法有以下几种。
1．从应用领域分交换机可以分为两种：广域网交换机和局域网交换机。
广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台；而局域网交换机则应用于局域网中，用来连接终端设备，如计算机及网络打印机等。
2．从网络技术分按照采用的网络技术不同，交换机可以分为以太网交换机、ATM 交换机、电话交换机、FDDI 交换机等。
3．从外观尺寸分按照外观尺寸来分，交换机可以分为机箱式交换机、机架式交换机和桌面型交换机三种类型。
● 机箱式交换机外观比较庞大，并且交换机所有的部件都是可拔插的部件（通常称为模块），可以根据网络的需要选择合适的模块，灵活性非常好。
如图6-8所示。
●机架式交换机就是可以放置在标准机柜中的交换机，如图6-9所示。
机架式交换机又可以分为带扩展插槽的机架式交换机和无扩展插槽的机架式交换机。
图6-8 机箱式交换机 图6-9 机架式交换机● 桌面型交换机一般不具备标准的尺寸，体积较小，可以放置在光滑、平整、安全的桌面上，通常功率较小，性能较低、噪音较低的特点。
该类型交换机主要适用于小型网络，例如办公室网络或家庭网络。
4．从传输速度分按照交换机支持的最大传输速度来分，交换机可以分为10M 交换机、100M 交换机、1000M 交换机以及10G 交换机。
通常传输速度较高的交换机能够兼容传输速度较低的交换机，如1000M 交换机一般也都提供100M 网络接口模块。
提 示 交换机中的模块分为三大类，一是用来管理整个交换机工作的管理模块，二是负责连接其他网络设备和网络终端的应用模块，三是电源模块、风扇模块等。
5．从应用规模分按应用规模来分，交换机分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。
通常企业级交换机可以支持500个信息点以上大型企业应用，而部门级交换机可以支持300个信息点以下的中型企业应用，工作组交换机支持100个信息点以内的单位或小型企业应用。
交换机的简单分类
交换机的简单分类交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。
广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信基础平台。
而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备。
一、按复杂的网络构成方式网络交换机被划分为接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。
其中，核心层交换机全部采用机箱式模块化设计，汇聚层1000Base-T交换机同时存在机箱式和固定端口式两种设计。
接入层和汇聚层交换机共同构成完整的中小型局域网解决方案。
二、按传输介质和传输速度局域网交换机可以分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等多种，这些交换机分别适用于以太网、快速以太网、FDDI、ATM和令牌环网等环境。
三、按规模应用有企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。
各厂商划分的尺度并不完全一致，一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式，也可以是固定配置式，而工作组级交换机则一般为固定配置式，功能较为简单。
另一方面，从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。
四、按架构特点人们还将局域网交换机分为机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式三种产品。
机架式交换机是一种插槽式的交换机，这种交换机扩展性较好，可支持不同的网络类型，如以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM、令牌环及FDDI等，但价格较贵。
不少高端交换机都采用机架式结构。
带扩展槽固定配置式交换机是一种有固定端口并带少量扩展槽的交换机，这种交换机在支持固定端口类型网络的基础上，还可以通过扩展其他网络类型模块来支持其他类型网络，这类交换机的价格居中。
不带扩展槽固定配置式交换机仅支持一种类型的网络（一般是以太网），可应用于小型企业或办公室环境下的局域网，价格最便宜，应用也最广泛。
交换机的分类
交换机的分类标准多种多样，常见的有以下几种：（一）根据网络覆盖范围分局域网交换机和广域网交换机。
（二）根据传输介质和传输速度划分以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、A TM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。
（三）根据交换机应用网络层次划分企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机。
（四）根据交换机端口结构划分固定端口交换机和模块化交换机。
（五）根据工作协议层划分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。
（六）根据是否支持网管功能划分网管型交换机和非网管理型交换机。
交换技术语--交换机内存内存, 交换机, 技术交换机中可能有多种内存，例如Flash（闪存）、DRAM（动态内存）等。
内存用作存储配置、作为数据缓冲等。
交换机采用了以下几种不同类型的内存，每种内存以不同方式协助交换机工作。
1.只读内存（ROM）只读内存（ROM）在交换机中的功能与计算机中的ROM相似，主要用于系统初始化等功能。
顾名思义，ROM是只读存储器，不能修改其中存放的代码。
如要进行升级，则要替换ROM芯片。
2.闪存（Flash）闪存（Flash）是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。
3.随机存储器(RAM)RAM也是可读可写的存储器，但它存储的内容在系统重启或关机后将被清除。
交换技术语--全双工技术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。
全双工的好处在于迟延小，速度快。
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。
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机全部采用机箱式模块化设计，已经基本上都设计了与之相配备的1000Base-T模块。
接入层支持1000Base-T的以太网交换机基本上是固定端口式交换机，以10/100M端口为主，并且以固定端口或扩展槽方式提供1000Base-T的上联端口。
汇聚层1000Base-T交换机同时存在机箱式和固定端口式两种设计，可以提供多个1000Base-T端口，一般也可以提供1000Base-X等其他形式的端口。
接入层和汇聚层交换机共同构成完整的中小型局域网解决方案。
按架构特点分
根据架构特点，人们还将局域网交换机分为机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式三种产品。
机架式交换机是一种插槽式的交换机，这种交换机扩展性较好，可支持不同的网络类型，如以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM、令牌环及FDDI等，但价格较贵。
不少高端交换机都采用机架式结构。
带扩展槽固定配置式交换机是一种有固定端口并带少量扩展槽的交换机，这种交换机在支持固定端口类型网络的基础上，还可以通过扩展其他网络类型模块来支持其他类型网络，这类交换机的价格居中。
不带扩展槽固定配置式交换机仅支持一种类型的网络（一般是以太网），可应用于小型企业或办公室环境下的局域网，价格最便宜，应用也最广泛。
按网络模型分
按照OSI的七层网络模型，交换机又可以分为第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机等，一直到第七层交换机。
基于MAC地址工作的第二层交换机最为普遍，用于网络接入层和汇聚层。
基于IP地址和协议进行交换的第三层交换机普遍应用于网络的核心层，也少量应用于汇聚层。
部分第三层交换机也同时具有第四层交换功能，可以根据数据帧的协议端口信息进行目标端口判断。
第四层以上的交换机称之为内容型交换机，主要用于互联网数据中心。
按可管理型分
按照交换机的可管理性，又可把交换机分为可管理型交换机和不可管理型交换机，它们的区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。
可管理型交换机便于网络监控、流量分析，但成本也相对较高。
大中型网络在汇聚层应该选择可管理型交换机，在接入层视应用需要而定，核心层交换机则全部是可管理型交换机。
按可否堆叠分
按照交换机是否可堆叠，交换机又可分为可堆叠型交换机和不可堆叠型交换机两种。
设计堆叠技术的一个主要目的是为了增加端口密度。
通常家用的我们俗称的“交换机、路由器”其实本质只是一个集线器，即我们所说的HUB，基于广播模式的，不具备路由功能，不能分隔网段
按端口数分
一般来说，4口、8口、16口、24口、32口、48口、52口，大型企业公司用的都是多端口交换机，一般家用或者小型企业公司则选择24口以内的交换机。