交換機是一種用于電信號或光信號轉發(fā)的網(wǎng)絡設備，它可以為接入交換機的任意兩個網(wǎng)絡節(jié)點提供獨享的電信號通路，從而保證帶寬不被占用。交換機有多個端口，每個端口都具有橋接功能，可以連接一個局域網(wǎng)或一臺高性能服務器或工作站，非常適合辦公場所使用。接下來就和小編一起來看看交換機的百科吧。
交換機工作于OSI參考模型的第二層，它有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣，所有的端口都掛接在這條背部總線上。工作時，交換機首先會根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。然后，交換機將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進行比較，以決定由哪個端口進行轉發(fā)。如果數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉發(fā)。當某個接收端口回應后，交換機會學習新的MAC地址，并把它添加入內部MAC地址表中，從而把網(wǎng)絡“分段”。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應的端口，而不是所有的端口。
交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸，每一端口都可視為獨立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。【詳細>>】
1、學習MAC地址
交換機了解每一端口相連設備的MAC地址，并將地址同相應的端口映射起來，并存放在交換機緩存中的MAC地址表中。如果接收到新的端口回應，它可以學習新的MAC地址并記錄好。
2、轉發(fā)數(shù)據(jù)幀
當一個數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉發(fā)到連接目的節(jié)點的端口而不是所有端口。
3、消除回路
當交換機包括一個冗余回路時，以交換機通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時允許存在后備路徑。
4、連接不同網(wǎng)絡
交換機除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關鍵服務器提供附加帶寬。
5、劃分局域網(wǎng)
交換機可以像網(wǎng)橋那樣，將局域網(wǎng)分為多個沖突域，每個沖突域都是有獨立的寬帶，因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。【詳細>>】
1、根據(jù)網(wǎng)絡覆蓋范圍
根據(jù)網(wǎng)絡覆蓋范圍可分為局域網(wǎng)交換機和廣域網(wǎng)交換機，廣域網(wǎng)交換機主要是應用于電信城域網(wǎng)互聯(lián)、互聯(lián)網(wǎng)接入等領域的廣域網(wǎng)中。局域網(wǎng)交換機應用于局域網(wǎng)絡，用于連接終端設備。
2、根據(jù)傳輸介質和傳輸速度
根據(jù)傳輸介質和傳輸速度可分為以太網(wǎng)交換機、快速以太網(wǎng)交換機、千兆以太網(wǎng)交換機、10千兆以太網(wǎng)交換機、ATM交換機、FDDI交換機和令牌環(huán)交換機。
3、根據(jù)交換機應用網(wǎng)絡層次
根據(jù)交換機應用網(wǎng)絡層次可劃分為企業(yè)級交換機、校園網(wǎng)交換機、部門級交換機和工作組交換機、桌機型交換機。
4、根據(jù)交換機端口結構
根據(jù)交換機端口結構可劃分為固定端口交換機和模塊化交換機。
5、根據(jù)工作協(xié)議層
根據(jù)工作協(xié)議層可劃分為第二層交換機、第三層交換機和第四層交換機。二層交換機是對應于OSI／RM的第二協(xié)議層來定義的，三層交換機是對應于OSI／RM開放體系模型的第三層來定義的，四層交換機是依據(jù)TCP/UDP（第四層）應用端口號來定義的。【詳細>>】
1、直通式
直通方式的以太網(wǎng)交換機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。它在輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包時，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，啟動內部的動態(tài)查找表轉換成相應的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包直通到相應的端口，實現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲，延遲非常小、交換非常快，這是它的優(yōu)點。它的缺點是，因為數(shù)據(jù)包內容并沒有被以太網(wǎng)交換機保存下來，所以無法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤，不能提供錯誤檢測能力。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。
2、存儲轉發(fā)
存儲轉發(fā)方式是計算機網(wǎng)絡領域應用最為廣泛的方式。它把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲起來，然后進行CRC（循環(huán)冗余碼校驗）檢查，在對錯誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址，通過查找表轉換成輸出端口送出包。正因如此，存儲轉發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時延時大，這是它的不足，但是它可以對進入交換機的數(shù)據(jù)包進行錯誤檢測，有效地改善網(wǎng)絡性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口間的轉換，保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作。
3、碎片隔離
這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64個字節(jié)，如果小于64字節(jié)，說明是假包，則丟棄該包；如果大于64字節(jié)，則發(fā)送該包。這種方式也不提供數(shù)據(jù)校驗。它的數(shù)據(jù)處理速度比存儲轉發(fā)方式快，但比直通式慢。【詳細>>】
（1）工作層次不同
最初的的交換機是工作在OSI/RM開放體系結構的數(shù)據(jù)鏈路層，也就是第二層，而路由器一開始就設計工作在OSI模型的網(wǎng)絡層。由于交換機工作在OSI的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），所以它的工作原理比較簡單，而路由器工作在OSI的第三層（網(wǎng)絡層），可以得到更多的協(xié)議信息，路由器可以做出更加智能的轉發(fā)決策。
（2）數(shù)據(jù)轉發(fā)所依據(jù)的對象不同
交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉發(fā)數(shù)據(jù)的目的地址。而路由器則是利用不同網(wǎng)絡的ID號（即IP地址）來確定數(shù)據(jù)轉發(fā)的地址。IP地址是在軟件中實現(xiàn)的，描述的是設備所在的網(wǎng)絡，有時這些第三層的地址也稱為協(xié)議地址或者網(wǎng)絡地址。MAC地址通常是硬件自帶的，由網(wǎng)卡生產(chǎn)商來分配的，而且已經(jīng)固化到了網(wǎng)卡中去，一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網(wǎng)絡管理員或系統(tǒng)自動分配。
（3）傳統(tǒng)的交換機只能分割沖突域，不能分割廣播域，而路由器可以分割廣播域。
由于交換機連接的網(wǎng)段仍屬于同一個廣播域，廣播數(shù)據(jù)包會在交換機連接的所有網(wǎng)段上傳播，在某些情況下會導致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網(wǎng)段會被分配成不同的廣播域，廣播數(shù)據(jù)不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。
（4）路由器提供了防火墻的服務
路由器僅僅轉發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包，不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和未知目標網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的傳送，從而可以防止廣播風暴。
交換機一般用于LAN-WAN的連接，交換機歸于網(wǎng)橋，是數(shù)據(jù)鏈路層的設備，有些交換機也可實現(xiàn)第三層的交換。路由器用于WAN-WAN之間的連接，可以解決異性網(wǎng)絡之間轉發(fā)分組，作用于網(wǎng)絡層。他們只是從一條線路上接受輸入分組，然后向另一條線路轉發(fā)。這兩條線路可能分屬于不同的網(wǎng)絡，并采用不同協(xié)議。相比較而言，路由器的功能較交換機要強大，但速度相對也慢，價格昂貴，第三層交換機既有交換機線速轉發(fā)報文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以廣泛應用。【詳細>>】
1、看板帶寬
背板帶寬是我們在選購交換機時應該十分注意的一個性能指標，它標志著一個交換機總的吞吐能力。背板帶寬越高，你的交換機負載數(shù)據(jù)轉發(fā)能力就越強，網(wǎng)絡瓶頸就越低。背板帶寬以Gbit/s為單位，從幾Gbit/s到幾百Gbit/s不等，一般來說固定端口交換機背板帶寬較低，而模塊化交換機背板帶寬較高，當然背板帶寬越高的價格也就越貴，消費者可根據(jù)實際需求選擇。
2、包轉發(fā)率
包轉發(fā)率這項指標也是選購交換機不可忽視的，包轉發(fā)率以數(shù)據(jù)包為單位體現(xiàn)了交換機的交換能力，單位是Mpps（百萬包/秒），消費者可根據(jù)實際需求選擇。
3、端口速率
端口速率也是衡量交換機性能的一項重要指標，目前低端交換機一般都能夠提供10M、100M速率，高端交換機能夠提供1000M甚至更高。
4、端口密度
端口密度是指一臺交換機所支持的最大端口數(shù)量，這也是我們在選購交換機能直接看出來的，目前，市面上的低端固定交換機一般提供幾個到幾十個不等，而企業(yè)模塊化化交換機提供的端口會更多。
5、看品牌
大品牌的產(chǎn)品質量往往有保障，售后服務較好，生產(chǎn)工藝技術成熟，價格定位也合理，國家監(jiān)管也比較嚴格，消費者可根據(jù)自己的實際需求，選購合適的交換機產(chǎn)品。【詳細>>】
1、對比法
所謂對比法，就是利用現(xiàn)有的、相同型號的且能夠正常運行的交換機作為參考對象，和故障交換機之間進行對比，從而找出故障點。這種方法簡單有效，尤其是系統(tǒng)配置上的故障，只要簡單地對比一下就能找出配置的不同點，但是有時要找一臺型號相同、配置相同的交換機也不是一件容易的事。
2、排除法
當我們面對故障現(xiàn)象并分析問題時，無意中就已經(jīng)學會使用排除法來確定發(fā)生故障的方向了。這種方法是指依據(jù)所觀察到的故障現(xiàn)象，盡可能全面地列舉出所有可能發(fā)生的故障，然后逐個分析、排除。在排除時要遵循有簡到繁的原則，提高效率。使用這種方法可以應付各種各樣的故障，但維護人員需要有較強的邏輯思維，對交換機知識有全面深入的了解。
3、替換法
這是我們最常用的方法，也是在維修電腦中使用頻率較高的方法。替換法是指使用正常的交換機部件來替換可能有故障的部件，從而找出故障點的方法。它主要用于硬件故障的診斷，但需要注意的是，替換的部件必須是相同品牌、相同型號的同類交換機才行。【詳細>>】
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