网络管理知识:局域网交换机的配置及性能比较
[时间:2011-01-17]  [文章来源:ixpub.net]  [责任编辑:master]
    基础知识

    ●交换机与集线器的区别

    交换机和集线器在外观上非常相似,而我们怎么分辨它们之间的区别呢?交换机(Switch)是工作在第二层即数据链路层的一种设备,它根据MAC地址对数据帧进行转发。集线器(HUB)是一种工作在物理层的设备,它并不提供数据交换的功能。它相当于一根线缆,把各个网络节点连接起来,而交换机却能够为任意两个网络节点之间提供一条数据通道,防止了冲突的产生,能够满足目前用户对数据高速交换的需求。

    ●交换机的分类

    交换机按转发类型分为存储转发和快速转发两类。

    存储转发型交换机需要在完整的接收一个数据包后,对数据包进行CRC校验,如果有错误就丢弃该数据包,没有错误就转发出去,这样会产生一定的延迟,但是保证了数据完整性。

    快速转发型交换机不对帧进行校验,收到数据后就立即转发,转发速度较快,但同时也会把错误的数据包转发出去。

    扩展功能

    当你到市场上去询问交换机价格的时候,你会发现同一厂商生产的同样端口数的交换机,不同的型号间会有很大的价格差距。这是因为各厂商针对不同类型的用户开发了许多扩展功能。

    ●Vlan?Virtul Lan?虚拟局域网

    它可以根据用户的逻辑特性把用户划分到不同的逻辑组,实现了在数据链路层上对不同的用户组进行隔离。比如,公司里的财会部和工程部都接入一台交换机,它们实际上处于一个广播域内,互相都能够进行数据通信,这就出现了安全方面的问题。因此,我们可以把这两个部门在交换机上划分到两个不同的Vlan中,使它们拥有各自的广播域,从而提高网络的安全性。

    在市场上,交换机的Vlan功能可分为符合IEEE 802.1Q标准的Vlan和基于端口的Vlan。IEEE 802.1Q Vlan最多可支持4096个Vlan组,并可跨交换机实现。而基于端口的Vlan一般只能在一台交换机上实现,其Vlan信息并不会带入与它连接的其它交换机上。

    ●服务质量Qos

    语音、视频等多媒体技术的广泛应用,对数据传输提出了一定的实时性要求。实现Qos需要交换机按业务类型进行流量转发,当然业务等级划分可根据用户的实际情况来制定。

    ●三层路由功能

    通常,普通的交换机只工作在数据链路层上,路由器则工作在网络层。而功能强大的三层交换机可同时工作在数据链路层和网络层,并根据MAC地址或IP地址转发数据包。但是要注意到三层交换机并不能完全取代路由器,因为它主要是为了实现处于两个不同子网的Vlan进行通讯,而不是用来作数据传输的复杂路径选择。

    ●网管

    网管是指网络管理员通过网络管理程序对交换机进行集中化管理的操作。一台交换机所支持的管理程度反映了该设备的可管理性与可操作性。带网管功能的交换机可对每个端口的流量进行监测,设置每个端口的速率,关闭/打开端口连接。通过对交换机端口进行监测,便于对网络业务流量的区分和迅速进行网络故障定义,提高了网络的可管理性。

    除了以上介绍的功能外,目前一些新型的交换机还具有端口聚合、802.1X认证、MAC地址捆绑等扩展功能。

    安装配置

    ●组网结构

    ①平面式结构

    该方式使用同一型号的交换机进行组网,具有结构简单、造价低的特点。平面式结构又可分为级联、端口聚合、堆叠三种方式。

    级联方式(图1)是最常用的一种组网方式,它通过交换机上的级联口(UpLink)进行连接。需要注意的是交换机不能无限制级联,超过一定数量的交换机进行级联,最终会引起广播风暴,导致网络性能严重下降。

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    端口聚合方式(图2)相当于用多个端口同时进行级联,它提供了更高的互联带宽和线路冗余,使网络具有一定的可靠性。

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    堆叠方式(图3)是通过在交换机的扩展槽上插入堆叠模块,使用专用的堆叠链路在交换机之间交换数据。堆叠后的交换机组可被看作为一台交换机,它具有更好的交换能力和更高的端口密度。需要注意的是不同厂商生产的交换机是不能堆叠在一起的。

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    ②分层式结构

    分层式组网(图4)应用于比较复杂的网络结构中,按照功能可划分为:接入层、汇聚层、核心层。

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    ●配置方法

    通常是具有扩展功能的交换机才需要设置,而普通的交换机是不需要在上面进行设置的。由于不同产品的设置界面有所不同,在这里就只是简单地介绍一下交换机的配置方法。

    首先,将串口线的一端连接到交换机的Console接口,另一端连接到计算机的串口。

    然后,运行计算机上的超级终端程序,创建一个新连接,采用默认属性设置串口,再点击连接。敲几下回车后,就会出现字符形式的菜单界面。用户可根据提示,设置一个用于管理交换机的服务器的IP地址和子网掩码,这样就可以通过Telnet和Web方式对交换机进行远程管理。

    选购指南

    大家在购买局域网交换机时应该注意以下几点:

    ●外形

    局域网交换机有两种外形。一般小于16口的交换机为桌面式交换机。而16口以上的交换机为机架式交换机,可放入标准的19英寸机架或机柜中。有一些交换机除带有固定的以太网接口外,往往还可提供1~2个扩展槽,用于配置不同的扩展模块,如光收发模块、三层交换模块、堆叠模块等。

    ●端口速率

    局域网交换机应该支持10Mbps、100Mbps和1000Mbps线路速率,以及以下几种网络:

    IEEE 802.3 非屏蔽双绞线(UTP)上的10BASE-T 以太网。
    IEEE 802.3u非屏蔽双绞线上的100BASE-T 快速以太网。
    IEEE 802.3ab 5类UTP电缆上的1000BASE-TX 千兆以太网。
    IEEE 802.3z 多模及单模光纤上的千兆以太网1000BASE-SX和1000BASE-LX。
    目前市面上的主流产品是符合IEEE 802.3、IEEE 802.3u标准的百兆级交换机。

    ●背板带宽

    背板带宽的计算方法是“背板带宽=端口数×2×端口速率”(全双工工作模式下),例如,一台24口百兆交换机,其背板带宽应为24×2×100MB=4.8GB。如果一台交换机的交换能力大于通过以上公式所计算出的带宽,一般情况下该交换机配置有扩展槽,多余的交换能力是为扩展模块所准备的。

    ●功能

    市场上的交换机的种类很多,可根据交换机的功能分为4类,大家在购买时可按自己需要的功能进行购买。

    ①普通交换机

    普通交换机提供了最基本的数据交换功能,不需要做任何设置。价格一般在1000元以内。

    ②具有网管功能的智能型交换机

    该类交换机能够提供IEEE 802.1Q Vlan、IEEE 802.1X端口认证、堆叠、端口聚合、SNMP协议支持、MAC地址绑定、端口限速等扩展功能。这类交换机的价格一般为3000~8000元。

    ③带路由功能的三层交换机

    这类交换机在智能型交换机的基础上还提供了三层路由功能,支持动态路由协议(RIP1/2、OSPF)、静态路由、访问控制列表等。价格在20000~80000元左右。

    ④高端核心交换机

    高端核心交换机一般采用箱式结构,并提供多个扩展槽,还可根据用户的需求配置不同的功能板和接口板。这类交换机的特点是数据转发速度高、接口丰富、稳定性好,非常适合在大型网络中应用。

    推荐产品

    ●3Com交换机

    3Com SuperStack 3 Switch 4400(图5)在一个简单经济的平台上提供了高性能的10/100Mbps以太网交换功能,是新一代的智能化局域网交换机,SuperStack 3 Switch 4400对于所有网络应用都是理想的选择。

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    该交换机拥有24个端口,在所有10/100Mbps端口上和两个上行线路模块上提供全线速性能,可完全支持网络电话、弹性堆叠、基于硬件的数据包检查、识别和分类等功能。这些增强的功能与3Com Network Supervisor(3Com的免费网络管理软件)的组合使得SuperStack 3 Switch 4400适用于任何规模的网络。

    ●Cisco Catalyst 2950系列

    固定安装的快速以太网桌面交换机Cisco Catalyst 2950系列(图6)可以为局域网提供极佳的性能和功能。这些独立的10/100Mbps自适应交换机能够提供增强的服务质量(QoS)和组播管理特性,这些功能都由基于Web的Cisco集群管理套件(CMS)和集成的Cisco IOS软件来进行管理,该系列的交换机非常适合应用于中等规模的公司和企业分支机构办公室。

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    Catalyst 2950系列包括2950T-24、2950-24、2950-12和2950C-24交换机。

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