【正文】 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)資料大全 來自 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)吧 交換機(jī)的重要技術(shù)參數(shù) 下面我將對交換機(jī)的重要技術(shù)參數(shù)作一一介紹，方便網(wǎng)友在選購交換機(jī)時(shí)比較不同廠商的不同產(chǎn)品。每一個(gè)參數(shù)都影響到交換機(jī)的性能、功能和不同集成特性。 轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)：交換機(jī)采用直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)或存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)？ 延時(shí)：交換機(jī)數(shù)據(jù)交換延時(shí)多少？ 管理功能：交換機(jī)提供給擁護(hù)多少可管理功能？ 單 /多 MAC 地址類型：每個(gè)端口是單 MAC 地址，還是多 MAC 地址？ 外接監(jiān)視支持：交換機(jī)是否允許外接監(jiān)視工具管理端口、電路或交換機(jī)所有流量？ 擴(kuò)展樹：交換機(jī)是否提供擴(kuò)展樹算法或其他算法，檢測并限制拓?fù)洵h(huán) ? 全雙工：交換機(jī)是否允許端口同時(shí)收 /發(fā)，全雙工通訊？ 高速端口集成：交換機(jī)是否提供高速端口連接關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)器或上行主干？ 下面逐項(xiàng)討論各項(xiàng)參數(shù)： 1) 轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)：（ Forwarding Technologies） 轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)是指交換機(jī)所采用的用于決定如何轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。各種轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。 直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)：（ Cutthrough） 交換機(jī)一旦解讀到數(shù)據(jù)包目的地址，就開始向目的端口發(fā)送數(shù)據(jù)包。通常，交換機(jī)在接收到數(shù)據(jù)包的前 6 個(gè)字節(jié)時(shí)，就已經(jīng)知道目的地址，從而可以決定向哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)包。直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)速率快、減少延時(shí)和提高整體吞吐率。其缺點(diǎn)是交換機(jī)在沒有完全接收并檢查數(shù)據(jù)包的正確性之前就已經(jīng)開始了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。這樣，在通訊質(zhì)量不高的環(huán)境下，交換機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)所有的完整數(shù)據(jù)包和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包，這實(shí)際上是給整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)帶來了許多垃圾通訊包，交換機(jī)會(huì)被誤解為發(fā)生了廣播風(fēng)暴?？傊蓖ㄞD(zhuǎn)發(fā)技術(shù) 適用與網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量較好、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包較少的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)：（ StoreandForward） 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)要求交換機(jī)在接收到全部數(shù)據(jù)包后再?zèng)Q定如何轉(zhuǎn)發(fā)。這樣一來，交換機(jī)可以在轉(zhuǎn)發(fā)之前檢查數(shù)據(jù)包完整性和正確性。其優(yōu)點(diǎn)是：沒有殘缺數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，減少了潛在的不必要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。其缺點(diǎn)是：轉(zhuǎn)發(fā)速率比直接轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)慢。所以，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)比較適應(yīng)與普通鏈路質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 碰撞逃避轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)：（ Collisionavoidance） 某些廠商（ 3Com）的交換機(jī)還提供這種廠商特定的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。碰撞逃避 轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)通過減少網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤繁殖，在高轉(zhuǎn)發(fā)速率和高正確率之間選擇了一條折衷的解決辦法。 2) 延時(shí)：（ Latency） 交換機(jī)延時(shí)是指從交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)包到開始向目的端口復(fù)制數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間間隔。有許多因素會(huì)影響延時(shí)大小，比如轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)等等。采用直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的交換機(jī)有固定的延時(shí)。因?yàn)橹蓖ㄊ浇粨Q機(jī)不管數(shù)據(jù)包的整體大小，而只根據(jù)目的地址來決定轉(zhuǎn)發(fā)方向。所以，它的延時(shí)是固定的，取決于交換機(jī)解讀數(shù)據(jù)包前 6 個(gè)字節(jié)中目的地址的解讀速率。采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的交換機(jī)由于必須要接收完了完整的數(shù)據(jù)包才開始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，所以它 的延時(shí)與數(shù)據(jù)包大小有關(guān)。數(shù)據(jù)包大，則延時(shí)大；數(shù)據(jù)包小，則延時(shí)小。 3) 管理功能：（ Management） 交換機(jī)的管理功能是指交換機(jī)如何控制用戶訪問交換機(jī)，以及用戶對交換機(jī)的可視程度如何。通常，交換機(jī)廠商都提供管理軟件或滿足第三方管理軟件遠(yuǎn)程管理交換機(jī)。一般的交換機(jī)滿足 SNMP MIB I / MIB II 統(tǒng)計(jì)管理功能。而復(fù)雜一些的交換機(jī)會(huì)增加通過內(nèi)置 RMON 組（ miniRMON）來支持 RMON 主動(dòng)監(jiān)視功能。有的交換機(jī)還允許外接 RMON 探監(jiān)視可選端口的網(wǎng)絡(luò)狀況。 4) 單 /多 MAC 地址 類型：（ Single versus MultiMAC） 單 MAC 交換機(jī)的每個(gè)端口只有一個(gè) MAC 硬件地址。多 MAC 交換機(jī)的每個(gè)端口捆綁有多個(gè) MAC 硬件地址。單 MAC 交換機(jī)主要設(shè)計(jì)用于連接最終用戶、網(wǎng)絡(luò)共享資源或非橋接路由器。它們不能用于連接集線器或含有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)段。多 MAC 交換機(jī)在每個(gè)端口有足夠存儲(chǔ)體記憶多個(gè)硬件地址。多 MAC 交換機(jī)的每個(gè)端口可以看作是一個(gè)集線器，而多MAC 交換機(jī)可以看作是集線器的集線器。每個(gè)廠商的交換機(jī)的存儲(chǔ)體 Buffer 的容量大小各不相同。這個(gè) Buffer 容量的大小限制了這 個(gè)交換機(jī)所能夠提供的交換地址容量。一旦超過了這個(gè)地址容量，有的交換機(jī)將丟棄其它地址數(shù)據(jù)包，有的交換機(jī)則將數(shù)據(jù)包復(fù)制到各個(gè)端口不作交換。 5) 外接監(jiān)視支持：（ Extendal Monitoring） 一些交換機(jī)廠商提供“監(jiān)視端口”（ monitoring port），允許外接網(wǎng)絡(luò)分析儀直接連接到交換機(jī)上監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀況。但各個(gè)廠商的實(shí)現(xiàn)方法各不相同。 6) 擴(kuò)展樹：（ Spanning Tree） 由于交換機(jī)實(shí)際上是多端口的透明橋接設(shè)備，所以交換機(jī)也有橋接設(shè)備的固有問題 — “拓?fù)洵h(huán)”問題（ Topology Loops）。當(dāng)某個(gè)網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包通過某個(gè)橋接設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)段，而返回的數(shù)據(jù)包通過另一個(gè)橋接設(shè)備返回源地址。這個(gè)現(xiàn)象就叫“拓?fù)洵h(huán)”。一般，交換機(jī)采用擴(kuò)展樹協(xié)議算法讓網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)橋接設(shè)備相互知道，自動(dòng)防止拓?fù)洵h(huán)現(xiàn)象。交換機(jī)通過將檢測到的“拓?fù)洵h(huán)”中的某個(gè)端口斷開，達(dá)到消除“拓?fù)洵h(huán)”的目的，維持網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)錁涞耐暾浴Ｔ诰W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，“拓?fù)洵h(huán)”常被推薦用于關(guān)鍵數(shù)據(jù)鏈路的冗余備份鏈路選擇。所以，帶有擴(kuò)展樹協(xié)議支持的交換機(jī)可以用于連接網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵資源的交換冗余。 7) 全雙工：（ Full Duplex） 全雙工端口可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，但這要交換機(jī)和所連接的設(shè)備都支持全雙工工作方式。具有全雙工功能的交換機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 高吞吐量（ Throughput）：兩倍于單工模式通信吞吐量。 避免碰撞（ Collision Avoidance）：沒有發(fā)送 /接收碰撞。 突破長度限制（ Improved Distance Limitation）：由于沒有碰撞，所以不受 CSMA/CD 鏈路長度的限制。通信鏈路的長度限制只與物理介質(zhì)有關(guān)。 現(xiàn)在支持全雙工通信的協(xié)議有：快速以太網(wǎng)、千兆以 太網(wǎng)和 ATM。 8) 高速端口集成：（ HighSpeed Intergration） 交換機(jī)可以提供高帶寬“管道”（固定端口、可選模塊或多鏈路隧道）滿足交換機(jī)的交換流量與上級主干的交換需求。防止出現(xiàn)主干通信瓶頸。常見的高速端口有： FDDI：應(yīng)用較早，范圍廣。但有協(xié)議轉(zhuǎn)換花費(fèi)。 Fast Ether / Gigabit Ether：連接方便，協(xié)議轉(zhuǎn)換費(fèi)用少；但受到網(wǎng)絡(luò)規(guī)模限制。 ATM：可提供高速交換端口；但協(xié)議轉(zhuǎn)換費(fèi)用大。 ATM 交換（ ATM Switch） 隨 著 ATM 交換技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中越來越多在高速網(wǎng)絡(luò)主干或邊緣網(wǎng)絡(luò)采用ATM 交換技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)有企業(yè)計(jì)算的發(fā)展要求，適應(yīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換的技術(shù)趨勢，我們有必要了解 ATM。 ATM 的數(shù)據(jù)交換由一個(gè)一個(gè)固定長度的 ATM 信元組成。每個(gè) ATM 信元都是53 字節(jié)長（ 5 個(gè)字節(jié)長的信頭和 48 字節(jié)長的信體）。信頭包括虛擬通路（ VP）和虛擬電路（ VC）標(biāo)識等地址信息。 ATM 根據(jù) VP 和 VC 來確定信元的發(fā)送源地址和接收目的地址。 ATM 交換機(jī)中的連接分為永久虛擬電路（ PVC）和交換虛擬電路（ SVC）兩種。 PVC 是在源地址與目的地址 之間的永久性硬件電路連接。 SVC 是根據(jù)實(shí)時(shí)交換要求建立的臨時(shí)交換電路連接。兩者的最大區(qū)別是： PVC 不論是否有數(shù)據(jù)傳輸，它都保持連接；而 SVC 在數(shù)據(jù)傳輸完成后就自動(dòng)斷開。兩者的應(yīng)用區(qū)別是：在通常的 ATM 交換中，有一些 PVC 用于保持信號和管理信息通 訊，保持永久連接；而 SVC 主要用于大量的具體數(shù)據(jù)的傳輸。 ATM 交換另一個(gè)特點(diǎn)是： ATM 本身就是全雙工的。發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)在不同虛擬電路中同時(shí)進(jìn)行，保持雙向高速通訊。為了滿足以太網(wǎng)幀（ Frames）與 ATM 信元（ Cells）的相互通訊要求， ATM 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 了針對數(shù)據(jù)應(yīng)用的 ATM 適配層（ ATM Adaption Layer），它工作在幀交換和信元交換之間，將以太幀的邏輯電路層的地址信息對應(yīng)得轉(zhuǎn)換為虛擬電路VC、虛擬通路 VP 地址信息，完成幀 信元轉(zhuǎn)換和信元 幀轉(zhuǎn)換工作。 ATM 交換的廣泛應(yīng)用，也給交換網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和管理帶來了新的挑戰(zhàn)。 虛擬局域網(wǎng)（ VLAN） 交換技術(shù)的發(fā)展，也加快了新的交換技術(shù)（ VLAN）的應(yīng)用速度。通過將企業(yè)網(wǎng)絡(luò)劃分為虛擬網(wǎng)絡(luò) VLAN 網(wǎng)段，可以強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全，控制不必要的數(shù)據(jù)廣播。在共享網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)物理的網(wǎng)段就 是一個(gè)廣播域。而在交換網(wǎng)絡(luò)中，廣播域可以是有一組任意選定的第二層網(wǎng)絡(luò)地址（ MAC 地址）組成的虛擬網(wǎng)段。這樣，網(wǎng)絡(luò)中工作組的劃分可以突破共享網(wǎng)絡(luò)中的地理位置限制，而完全根據(jù)管理功能來劃分。這種基于工作流的分組模式，大大提高了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和重組的管理功能。 在同一個(gè) VLAN 中的工作站，不論它們實(shí)際與哪個(gè)交換機(jī)連接，它們之間的通訊就好象在獨(dú)立的集線器上一樣。同一個(gè) VLAN 中的廣播只有 VLAN 中的成員才能聽到，而不會(huì)傳輸?shù)狡渌? VLAN 中去，這樣可以很好的控制不必要的廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。同時(shí)，若沒有路由的話，不同 VLAN 之間不能相互通訊，這樣增加了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中不同部門之間的安全性。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過配置 VLAN 之間的路由來全面管理企業(yè)內(nèi)部不同管理單元之間的信息互訪。交換機(jī)是根據(jù)用戶工作站的 MAC 地址來劃分 VLAN 的。所以，用戶可以自由的在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)辦公，不論他在何處接入交換網(wǎng)絡(luò)，他都可以與 VLAN 內(nèi)其他用戶自如通訊。 VLAN 可以是有混合的網(wǎng)絡(luò)類型設(shè)備組成，比如： 10M 以太網(wǎng)、 100 M 以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、FDDI、 CDDI 等等，可以是工作站、服務(wù)器、集線器、網(wǎng)絡(luò)上行主干等等。 VLAN 的管理需要比較復(fù)雜的 專門軟件，它通過對用戶、 MAC 地址、交換機(jī)端口號、 VLAN號等管理對象的綜合管理，來滿足整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的 VLAN 劃分、監(jiān)視等功能，以及其他擴(kuò)展管理功能。現(xiàn)在比較通用的 VLAN 的劃分方法是基于 MAC 地址。但也有一些廠商的交換機(jī)提供更多的 VLAN 劃分方法： MAC 地址、協(xié)議地址、交換機(jī)端口、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類型和用戶權(quán)限等等。 用戶在選擇交換機(jī)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考察選購的交換機(jī)的 VLAN 功能，根據(jù)自己企業(yè)的實(shí)際需要，選擇滿足要求而且管理方便的交換機(jī)。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意現(xiàn)在不同廠商的交換機(jī)的 VLAN 之間大多數(shù)是不兼容的。 第四層交換 一，第四層交換簡述 第四層交換的一個(gè)簡單定義是：它是一種功能，它決定傳輸不僅僅依據(jù) MAC 地址 (第二層網(wǎng)橋 )或源 /目標(biāo) IP 地址 (第三層路由 ),而且依據(jù) TCP/UDP(第四層 ) 應(yīng)用端口號。第四層交換功能就象是虛 IP，指向物理服務(wù)器。它傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)服從的協(xié)議多種多樣，有 HTTP、 FTP、NFS、 Tel 或其他協(xié)議。這些業(yè)務(wù)在物理服務(wù)器基礎(chǔ)上，需要復(fù)雜的載量平衡算法。在 IP世界，業(yè)務(wù)類型由終端 TCP 或 UDP 端口地址來決定，在第四層交換中的應(yīng)用區(qū)間則由源端和終端 IP 地址、 TCP 和 UDP 端口 共同決定。 在第四層交換中為每個(gè)供搜尋使用的服務(wù)器組設(shè)立虛 IP 地址（ VIP），每組服務(wù)器支持某種應(yīng)用。在域名服務(wù)器（ DNS）中存儲(chǔ)的每個(gè)應(yīng)用服務(wù)器地址是 VIP，而不是真實(shí)的服務(wù)器地址。 當(dāng)某用戶申請應(yīng)用時(shí)，一個(gè)帶有目標(biāo)服務(wù)器組的 VIP 連接請求（例如一個(gè) TCP SYN 包）發(fā)給服務(wù)器交換機(jī)。服務(wù)器交換機(jī)在組中選取最好的服務(wù)器，將終端地址中的 VIP 用實(shí)際服務(wù)器的 IP 取代，并將連接請求傳給服務(wù)器。這樣，同一區(qū)間所有的包由服務(wù)器交換機(jī)進(jìn)行映射，在用戶和同一服務(wù)器間進(jìn)行傳輸。 二，第四層交換的原理 OSI 模型的第四層是傳輸層。傳輸層負(fù)責(zé)端對端通信，即在網(wǎng)絡(luò)源和目標(biāo)系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)通信。在 IP 協(xié)議棧中這是 TCP（一種傳輸協(xié)議）和 UDP（用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議）所在的協(xié)議層。 在第四層中， TCP 和 UDP 標(biāo)題包含端口號（ portnumber），它們可以唯一區(qū)分每個(gè)數(shù)據(jù)包包含哪些應(yīng)用協(xié)議（例如 HTTP、 FTP 等）。端點(diǎn)系統(tǒng)利用這種信息來區(qū)分包中的數(shù)據(jù)，尤其是端口號使一個(gè)接收端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠確定它所收到的 IP 包類型，并把它交給合適的高層軟件。端口號和設(shè)備 IP 地址的組合通常稱作“插口（ socket）”。 1 和 255 之間的端口號被保留，他們稱為“熟知”端口，也就是說，在所有主機(jī) TCP/I P 協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)中，這些端口號是相同的。除了“熟知”端口外，標(biāo)準(zhǔn) UNIX 服務(wù)分配在 256到 1024 端口范圍，定制的應(yīng)用一般在 1024 以上分配端口號 . 分配端口號的最近清單可以在 RFc1700” Assigned Numbers”上找到。 TCP／ UDP 端 口號提供的附加信息可以為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)所利用，這是第 4 層交換的基礎(chǔ)。 熟知 端口號舉例 :