【正文】 附錄一： 交換機(jī)的性能參數(shù)和使用選型 交換機(jī)性能參數(shù)交換機(jī)參數(shù)是使用者用來(lái)衡量交換機(jī)用途、性能的重要參考依據(jù)，任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)在施工之前都必須經(jīng)嚴(yán)格的論證，論證的過程就包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，節(jié)點(diǎn)設(shè)備功能的確定等環(huán)節(jié)；其中設(shè)備功能的確定主要是根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)要求而確定，也就是能常所說(shuō)的設(shè)備選型，而選購(gòu)者也就是根據(jù)交換機(jī)相應(yīng)的性能參數(shù)來(lái)選購(gòu)所需設(shè)備。例如該網(wǎng)絡(luò)用戶需要滿足的最小帶寬、用戶節(jié)點(diǎn)數(shù)量、是否支持遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理、該交換機(jī)有多少個(gè)擴(kuò)展槽、支持那些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、是否支持VLAN、端口數(shù)量等等?；緟?shù)是設(shè)備選型時(shí)的主要參考標(biāo)準(zhǔn)，通常從這些參數(shù)中就能了解該設(shè)備的主要信息，判斷是否滿足建網(wǎng)要求等，例如我們需要購(gòu)買一臺(tái)支持網(wǎng)管功能的第三層千兆企業(yè)級(jí)模塊化以太網(wǎng)交換機(jī)，這些參數(shù)年中就標(biāo)明了設(shè)備類型。主要類型參考如下。交換機(jī)的分類標(biāo)準(zhǔn)多種多樣，常見的有以下幾種：（1）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍分局域網(wǎng)交換機(jī)和廣域網(wǎng)交換機(jī)。（2）根據(jù)傳輸介質(zhì)和傳輸速度劃分以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、10千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、ATM交換機(jī)、FDDI交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)。（3）根據(jù)交換機(jī)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層次劃分企業(yè)級(jí)交換機(jī)、校園網(wǎng)交換機(jī)、部門級(jí)交換機(jī)和工作組交換機(jī)、桌機(jī)型交換機(jī)。（4）根據(jù)交換機(jī)端口結(jié)構(gòu)劃分固定端口交換機(jī)和模塊化交換機(jī)。（5）根據(jù)工作協(xié)議層劃分第二層交換機(jī)、第三層交換機(jī)和第四層交換機(jī)。（6）根據(jù)是否支持網(wǎng)管功能劃分網(wǎng)管型交換機(jī)和非網(wǎng)管理型交換機(jī)。目前交換機(jī)在傳送源和目的端口的數(shù)據(jù)包時(shí)通常采用直通式交換、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式和碎片隔離方式三種數(shù)據(jù)包交換方式。目前的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式是交換機(jī)的主流交換方式。（1）、直通交換方式（Cutthrough）采用直通交換方式的以太網(wǎng)交換機(jī)可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機(jī)。它在輸入端口檢測(cè)到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，啟動(dòng)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口，實(shí)現(xiàn)交換功能。由于它只檢查數(shù)據(jù)包的包頭（通常只檢查14個(gè)字節(jié)），不需要存儲(chǔ)，所以切入方式具有延遲小，交換速度快的優(yōu)點(diǎn)。所謂延遲（Latency）是指數(shù)據(jù)包進(jìn)入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到離開該設(shè)備所花的時(shí)間。它的缺點(diǎn)主要有三個(gè)方面：一是因?yàn)閿?shù)據(jù)包內(nèi)容并沒有被以太網(wǎng)交換機(jī)保存下來(lái)，所以無(wú)法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤，不能提供錯(cuò)誤檢測(cè)能力；第二，由于沒有緩存，不能將具有不同速率的輸入／輸出端口直接接通，而且容易丟包。如果要連到高速網(wǎng)絡(luò)上，如提供快速以太網(wǎng)（100BASE－T）、FDDI或ATM連接，就不能簡(jiǎn)單地將輸入／輸出端口“接通”，因?yàn)檩斎耄敵龆丝陂g有速度上的差異，必須提供緩存；第三，當(dāng)以太網(wǎng)交換機(jī)的端口增加時(shí)，交換矩陣變得越來(lái)越復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)就越困難?！。?）、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式（StoreandForward）存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（Store and Forward）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域使用得最為廣泛的技術(shù)之一，以太網(wǎng)交換機(jī)的控制器先將輸入端口到來(lái)的數(shù)據(jù)包緩存起來(lái)，先檢查數(shù)據(jù)包是否正確，并過濾掉沖突包錯(cuò)誤。確定包正確后，取出目的地址，通過查找表找到想要發(fā)送的輸出端口地址，然后將該包發(fā)送出去。正因如此，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時(shí)延時(shí)大，這是它的不足，但是它可以對(duì)進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)，并且能支持不同速度的輸入／輸出端口間的交換，可有效地改善網(wǎng)絡(luò)性能。它的另一優(yōu)點(diǎn)就是這種交換方式支持不同速度端口間的轉(zhuǎn)換，保持高速端口和低速端口間協(xié)同工作。實(shí)現(xiàn)的辦法是將10Mbps低速包存儲(chǔ)起來(lái)，再通過100Mbps速率轉(zhuǎn)發(fā)到端口上?！。?）、碎片隔離式（Fragment Free）這是介于直通式和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式之間的一種解決方案。它在轉(zhuǎn)發(fā)前先檢查數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度是否夠64個(gè)字節(jié)（512 bit），如果小于64字節(jié)，說(shuō)明是假包（或稱殘幀），則丟棄該包；如果大于64字節(jié)，則發(fā)送該包。該方式的數(shù)據(jù)處理速度比存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式快，但比直通式慢，但由于能夠避免殘幀的轉(zhuǎn)發(fā)，所以被廣泛應(yīng)用于低檔交換機(jī)中。使用這類交換技術(shù)的交換機(jī)一般是使用了一種特殊的緩存。這種緩存是一種先進(jìn)先出的FIFO（First In First Out），比特從一端進(jìn)入然后再以同樣的順序從另一端出來(lái)。當(dāng)幀被接收時(shí)，它被保存在FIFO中。如果幀以小于512比特的長(zhǎng)度結(jié)束，那么FIFO中的內(nèi)容（殘幀）就會(huì)被丟棄。因此，不存在普通直通轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)存在的殘幀轉(zhuǎn)發(fā)問題，是一個(gè)非常好的解決方案。數(shù)據(jù)包在轉(zhuǎn)發(fā)之前將被緩存保存下來(lái)，從而確保碰撞碎片不通過網(wǎng)絡(luò)傳播，能夠在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。（Gbps）交換機(jī)的背板帶寬，是交換機(jī)接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。背板帶寬標(biāo)志了交換機(jī)總的數(shù)據(jù)交換能力，單位為Gbps，也叫交換帶寬，一般的交換機(jī)的背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺(tái)交換機(jī)的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)，但同時(shí)設(shè)計(jì)成本也會(huì)越高。（1）線速背板帶寬線速背板帶寬是考察交換機(jī)上所有端口能提供的總帶寬。計(jì)算公式為：端口數(shù)237。相應(yīng)端口速率237。2（全雙工模式）=總帶寬如果總帶寬≤標(biāo)稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速，否則不是。（2）第二層包轉(zhuǎn)發(fā)線速第二層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量++其余類型端口數(shù)237。相應(yīng)計(jì)算方法，如果這個(gè)速率能≤標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機(jī)在做第二層交換的時(shí)候可以做到線速。（3）第三層包轉(zhuǎn)發(fā)線速第三層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量++其余類型端口數(shù)237。相應(yīng)計(jì)算方法，如果這個(gè)速率能≤標(biāo)稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機(jī)在做第三層交換的時(shí)候可以做到線速。包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包（最小包）的個(gè)數(shù)作為計(jì)算基準(zhǔn)的。對(duì)于千兆以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)，計(jì)算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 說(shuō)明：當(dāng)以太網(wǎng)幀為64byte時(shí)，需考慮8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。快速以太網(wǎng)的線速端口包轉(zhuǎn)發(fā)率正好為千兆以太網(wǎng)的十分之一。 對(duì)于萬(wàn)兆以太網(wǎng)。 對(duì)于千兆以太網(wǎng)。 對(duì)于快速以太網(wǎng)。 對(duì)于OC－12的POS端口。 對(duì)于OC－48的POS端口，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為468MppS。 所以說(shuō)，如果能滿足上面三個(gè)條件，那么我們就說(shuō)這款交換機(jī)真正做到了線性無(wú)阻塞。背板帶寬資源的利用率與交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。目前交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：一是共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)依賴中心交換引擎來(lái)提供全端口的高性能連接，由核心引擎檢查每個(gè)輸入包以決定路由。這種方法需要很大的內(nèi)存帶寬、很高的管理費(fèi)用，尤其是隨著交換機(jī)端口的增加，中央內(nèi)存的價(jià)格會(huì)很高，因而交換機(jī)內(nèi)核成為性能實(shí)現(xiàn)的瓶頸；二是交叉總線結(jié)構(gòu)，它可在端口間建立直接的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這對(duì)于單點(diǎn)傳輸性能很好，但不適合多點(diǎn)傳輸；三是混合交叉總線結(jié)構(gòu)，這是一種混合交叉總線實(shí)現(xiàn)方式，它的設(shè)計(jì)思路是，將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能的總線連接。其優(yōu)點(diǎn)是減少了交叉總線數(shù)，降低了成本，減少了總線爭(zhēng)用；但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。包轉(zhuǎn)發(fā)率標(biāo)志了交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包能力的大小。單位一般為pps（包每秒），一般交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率在幾十Kpps到幾百M(fèi)pps不等。包轉(zhuǎn)發(fā)速率是指交換機(jī)每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)多少百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)包（Mpps），即交換機(jī)能同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量。包轉(zhuǎn)發(fā)率以數(shù)據(jù)包為單位體現(xiàn)了交換機(jī)的交換能力。其實(shí)決定包轉(zhuǎn)發(fā)率的一個(gè)重要指標(biāo)就是交換機(jī)的背板帶寬，背板帶寬標(biāo)志了交換機(jī)總的數(shù)據(jù)交換能力。一臺(tái)交換機(jī)的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)，也就是包轉(zhuǎn)發(fā)率越高。VLAN，是英文Virtual Local Area Network的縮寫，中文名為虛擬局域網(wǎng)， VLAN是一種將局域網(wǎng)（LAN）設(shè)備從邏輯上劃分（注意，不是從物理上劃分）成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段（或者說(shuō)是更小的局域網(wǎng)LAN），從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組（單元）的數(shù)據(jù)交換技術(shù)。VLAN這一新興技術(shù)主要應(yīng)用于交換機(jī)和路由器中，但目前主流應(yīng)用還是在交換機(jī)之中。不過不是所有交換機(jī)都具有此功能，只有三層以上交換機(jī)才具有此功能，這一點(diǎn)可以查看相應(yīng)交換機(jī)的說(shuō)明書即可得知。VLAN的好處主要有三個(gè)： 端口的分隔。即便在同一個(gè)交換機(jī)上，處于不同VLAN的端口也是不能通信的。這樣一個(gè)物理的交換機(jī)可以當(dāng)作多個(gè)邏輯的交換機(jī)使用。 網(wǎng)絡(luò)的安全。不同VLAN不能直接通信，杜絕了廣播信息的不安全性。 靈活的管理。更改用戶所屬的網(wǎng)絡(luò)不必?fù)Q端口和連線，只更改軟件配置就可以了。 VLAN技術(shù)的出現(xiàn)，使得管理員根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，把同一物理局域網(wǎng)內(nèi)的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個(gè)VLAN都包含一組有著相同需求的計(jì)算機(jī)工作站，與物理上形成的LAN有著相同的屬性。由于它是從邏輯上劃分，而不是從物理上劃分，所以同一個(gè)VLAN內(nèi)的各個(gè)工作站沒有限制在同一個(gè)物理范圍中，即這些工作站可以在不同物理LAN網(wǎng)段。由VLAN的特點(diǎn)可知，一個(gè)VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中，從而有助于控制流量、減少設(shè)備投資、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。 VLAN除了能將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)廣播域，從而有效地控制廣播風(fēng)暴的發(fā)生，以及使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得非常靈活的優(yōu)點(diǎn)外，還可以用于控制網(wǎng)絡(luò)中不同部門、不同站點(diǎn)之間的互相訪問。VLAN在交換機(jī)上的實(shí)現(xiàn)方法，可以大致劃分為六類：（1）、基于端口的VLAN這是最常應(yīng)用的一種VLAN劃分方法，應(yīng)用也最為廣泛、最有效，目前絕大多數(shù)VLAN協(xié)議的交換機(jī)都提供這種VLAN配置方法。這種劃分VLAN的方法是根據(jù)以太網(wǎng)交換機(jī)的交換端口來(lái)劃分的，它是將VLAN交換機(jī)上的物理端口和VLAN交換機(jī)內(nèi)部的PVC（永久虛電路）端口分成若干個(gè)組，每個(gè)組構(gòu)成一個(gè)虛擬網(wǎng)，相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的VLAN交換機(jī)。對(duì)于不同部門需要互訪時(shí)，可通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)，并配合基于MAC地址的端口過濾。對(duì)某站點(diǎn)的訪問路徑上最靠近該站點(diǎn)的交換機(jī)、路由交換機(jī)或路由器的相應(yīng)端口上，設(shè)定可通過的MAC地址集。這樣就可以防止非法入侵者從內(nèi)部盜用IP地址從其他可接入點(diǎn)入侵的可能。從這種劃分方法本身我們可以看出，這種劃分的方法的優(yōu)點(diǎn)是定義VLAN成員時(shí)非常簡(jiǎn)單，只要將所有的端口都定義為相應(yīng)的VLAN組即可。適合于任何大小的網(wǎng)絡(luò)。它的缺點(diǎn)是如果某用戶離開了原來(lái)的端口，到了一個(gè)新的交換機(jī)的某個(gè)端口，必須重新定義。（2）、基于MAC地址的VLAN 這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個(gè)主機(jī)的MAC地址來(lái)劃分，即對(duì)每個(gè)MAC地址的主機(jī)都配置他屬于哪個(gè)組，它實(shí)現(xiàn)的機(jī)制就是每一塊網(wǎng)卡都對(duì)應(yīng)唯一的MAC地址，VLAN交換機(jī)跟蹤屬于VLAN MAC的地址。這種方式的VLAN允許網(wǎng)絡(luò)用戶從一個(gè)物理位置移動(dòng)到另一個(gè)物理位置時(shí)，自動(dòng)保留其所屬VLAN的成員身份。由這種劃分的機(jī)制可以看出，這種VLAN的劃分方法的最大優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)用戶物理位置移動(dòng)時(shí)，即從一個(gè)交換機(jī)換到其他的交換機(jī)時(shí)，VLAN不用重新配置，因?yàn)樗腔谟脩?，而不是基于交換機(jī)的端口。這種方法的缺點(diǎn)是初始化時(shí)，所有的用戶都必須進(jìn)行配置，如果有幾百個(gè)甚至上千個(gè)用戶的話，配置是非常累的，所以這種劃分方法通常適用于小型局域網(wǎng)。而且這種劃分的方法也導(dǎo)致了交換機(jī)執(zhí)行效率的降低，因?yàn)樵诿恳粋€(gè)交換機(jī)的端口都可能存在很多個(gè)VLAN組的成員，保存了許多用戶的MAC地址，查詢起來(lái)相當(dāng)不容易。另外，對(duì)于使用筆記本電腦的用戶來(lái)說(shuō)，他們的網(wǎng)卡可能經(jīng)常更換，這樣VLAN就必須經(jīng)常配置。（3）、基于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的VLAN VLAN按網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議來(lái)劃分，可分為IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN網(wǎng)絡(luò)。這種按網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議來(lái)組成的VLAN，可使廣播域跨越多個(gè)VLAN交換機(jī)。這對(duì)于希望針對(duì)具體應(yīng)用和服務(wù)來(lái)組織用戶的網(wǎng)絡(luò)管理員來(lái)說(shuō)是非常具有吸引力的。而且，用戶可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部自由移動(dòng)，但其VLAN成員身份仍然保留不變。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是用戶的物理位置改變了，不需要重新配置所屬的VLAN，而且可以根據(jù)協(xié)議類型來(lái)劃分VLAN，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理者來(lái)說(shuō)很重要，還有，這種方法不需要附加的幀標(biāo)簽來(lái)識(shí)別VLAN，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)的通信量。這種方法的缺點(diǎn)是效率低，因?yàn)闄z查每一個(gè)數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)層地址是需要消耗處理時(shí)間的(相對(duì)于前面兩種方法)，一般的交換機(jī)芯片都可以自動(dòng)檢查網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)幀頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術(shù)，同時(shí)也更費(fèi)時(shí)。當(dāng)然，這與各個(gè)廠商的實(shí)現(xiàn)方法有關(guān)。（4）、根據(jù)IP組播的VLAN IP 組播實(shí)際上也是一種VLAN的定義，即認(rèn)為一個(gè)IP組播組就是一個(gè)VLAN。這種劃分的方法將VLAN擴(kuò)大到了廣域網(wǎng)，因此這種方法具有更大的靈活性，而且也很容易通過路由器進(jìn)行擴(kuò)展，主要適合于不在同一地理范圍的局域網(wǎng)用戶組成一個(gè)VLAN，不適合局域網(wǎng)，主要是效率不高。（5）、按策略劃分的VLAN基于策略組成的VLAN能實(shí)現(xiàn)多種分配方法，包括VLAN交換機(jī)端口、MAC地址、IP地址、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議等。網(wǎng)絡(luò)管理人員可根據(jù)自己的管理模式和本單位的需求來(lái)決定選擇哪種類型的VLAN 。（6）、按用戶定義、非用戶授權(quán)劃分的VLAN基于用戶定義、非用戶授權(quán)來(lái)劃分VLAN，是指為了適應(yīng)特別的VLAN網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)用戶的特別要求來(lái)定義和設(shè)計(jì)VLAN，而且可以讓非VLAN群體用戶訪問VLAN，但是需要提供用戶密碼，在得到VLAN管理的認(rèn)證后才可以加入一個(gè)VLAN。交換機(jī)之所以能夠直接對(duì)目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，而不是像集線器一樣以廣播方式對(duì)所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，最關(guān)鍵的技術(shù)就是交換機(jī)可以識(shí)別連在網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)卡MAC地址，并把它們放到一個(gè)叫做MAC地址表的地方。這個(gè)MAC地址表存放于交換機(jī)的緩存中，并記住這些地址，這樣一來(lái)當(dāng)需要向目的地址發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，交換機(jī)就可在MAC地址表中查找這個(gè)MAC地址的節(jié)點(diǎn)位置，然后直接向這個(gè)位置的節(jié)點(diǎn)發(fā)送。所謂MAC地址數(shù)量是指交換機(jī)的MAC地址表中可以最多存儲(chǔ)的MAC地址數(shù)量，存儲(chǔ)的MAC地址數(shù)量越多，那么數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的速度和效率也就就越高。但是不同檔次的交換機(jī)每個(gè)端口所能夠支持的