企业网络的构建技术1章

2.3交换机的接口与连接方式2.3.1交换机的接口类型交换机的接口是随着网络类型的变化和传输介质的发展而产生的不同的接口规格，主要有：双绞线RJ-45接口光纤接口AUI接口与BNCConsole接口FDDI接口双绞线RJ-45接口数量最多、应用最广的一种接口类型，它属于以太网接口类型。它不仅在最基本的10Base-T以太网网络中使用，还在目前主流的100Base-TX快速以太网和1000Base-TX千兆以太网中使用。2.3.1交换机的接口类型光纤接口

目前光纤传输介质发展相当迅速，各种光纤接口也是层出不穷，分别应用于100Base-FX、1000Base-FX等网络中。在局域网交换机中，SC类型是一种常见的光纤接口，SC接口的芯在接头里面，右图所示的是一款100Base-FX网络的SC光纤接口模块。2.3.1交换机的接口类型AUI接口

这是专门用于连接粗同轴电缆的，目前这种网络在局域网中已不多见。现在部分交换机保留了AUI接口。AUI接口是一个15针“D”形接口，类似于显示器接口。这种接口在其他网络设备中也可以见到，如路由器，甚至服务器中。右图中所示的是交换机上的AUI接口示意图。2.3.1交换机的接口类型BNC接口

这是专门用于连接细同轴电缆的接口，目前提供这种接口的交换机比较少见。个别交换机保留BNC接口，主要是用于与细同轴电缆作为传输介质的令牌网络连接。右图是BNC接口的网卡。2.3.1交换机的接口类型Console接口

用于配置交换机而使用的接口。不同交换机的Console接受有所不同，有些与Cisco路由器一样采用RJ-45类型Console接口，而有的则采用串口作为Console接口。2.3.1交换机的接口类型FDDI接口

在早期的100Mbps时代，还有一种FDDI网络类型，即“光纤分布式数据接口”，其传输介质也是光纤，其接口类型如右图。目前由于它的优势不明显，已经很少见了。2.3.1交换机的接口类型2.3.2交换机的连接方式我们常见的网络都是多台网络设备连接在一起，我们来看交换机之间有哪些连接方式：级联冗余堆叠级联是最常见的连接方式，即使用网线将两个交换机连接起来。有使用光纤介质连接和双绞线介质连接两种情况。光纤介质连接：直接连接的两个交换机端口要保证一致的光纤规格、端口速率，发送信号光纤端口与接收信号光纤端口相连。双绞线介质连接：分普通端口和使用Uplink端口级联两种情况。普通端口之间相连，使用交叉双绞线；一台交换机使用UPlink端口相连使用直通双绞线。注意：目前有些交换机已实现智能判断，即使用交叉线或直通线均可在两台交换机之间建立连接。2.3.2交换机的连接方式冗余SpanningTree冗余连接：工作方式是StandBy，一条链路在工作，其余链路处于待机(StandBy)状态，效率没有提高，可靠性提高。PortTrunking连接：多条冗余连接链路实现负载分担。交换机之间联结带宽成倍提高，可靠性已得到增强。2.3.2交换机的连接方式堆叠

只有支持堆叠的交换及之间才可进行堆叠，使用专用的堆叠线通过交换机上提供的堆叠接口使用一定的连接方式连接起来。多台交换机的堆叠是靠一个提供背板总线带宽的多口堆叠母模块与单口的堆叠子模块相连实现的，并插入不同的交换机实现交换机的堆叠。2.3.2交换机的连接方式堆叠和级联的区别连接方式不同：级联是两台交换机通过两个PORT互联，而堆叠是交换机通过专门的背板堆叠模块相连。堆叠可以增加设备总带宽，而级联是不能增加设备的总带宽。通用性不同：级联可通过光纤或双绞线在任何网络设备厂家的交换机之间进行连接，而堆叠只有在自己厂家的设备之间，且设备必须具有堆叠功能才可实现。连接距离不同：级联的设备之间可以有较远的距离（100米-几百米），而堆叠的设备之间距离十分有限，必须在几米以内。2.3.2交换机的连接方式2.4虚拟局域网和多层交换2.4.1虚拟局域网(VLAN)概念：

VLAN(VisualLocalAreaNetwork)，即虚拟局域网，是指网络中的站点不拘泥于所处的物理位置，而可以根据需要灵活地加入不同的逻辑子网中的一种网络技术。特点：

在交换式以太网中，构成虚拟局域网的站点不必拘泥于所处的物理位置，它们既可以挂接在同一个交换机中，也可以挂接在不同的交换机中。虚拟局域网技术使得网段的划分变得非常灵活。虚拟局域网的划分方法：2.4.1虚拟局域网(VLAN)基于端口的虚拟局域网基于MAC地址(网卡的硬件地址)的虚拟局域网基于IP地址的虚拟局域网基于端口的虚拟局域网基于端口的虚拟局域网是最实用的虚拟局域网，它保持了最普通常用的虚拟局域网成员定义方法，按照交换机的端口来确定虚拟局域网的定义。处于同一个虚拟局域网的成员端口可以位于一台交换机上，也可以位于不同交换机上的端口。定义简单、灵活。2.4.1虚拟局域网(VLAN)基于MAC地址的虚拟局域网

在基于MAC地址的虚拟局域网中，交换机对站点的MAC地址和交换机端口进行跟踪，在新站点入网时根据需要将其划归至某一个虚拟局域网，而无论该站点在网络中怎样移动，由于其MAC地址保持不变，因而其依然属于原来的局域网。2.4.1虚拟局域网(VLAN)基于IP地址的虚拟局域网

在基于IP地址的虚拟局域网中，新站点在入网时无需进行太多配置，交换机则根据各站点网络地址自动将其划分成不同的虚拟局域网。在三种虚拟局域网的实现技术中，基于IP地址的虚拟局域网智能化程度最高，实现起来也最复杂。2.4.1虚拟局域网(VLAN)2.4.2三层交换概念

三层交换是相对于传统交换概念而提出的。众所周知，传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层---数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。特点解决了局域网中网段划分之后，网段间子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。2.4.2三层交换三层交换是相对于传统的交换概念而提出的。传统的交换技术是在OSI网络参考模型中的第二层（即数据链路层）进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说，三层交换技术就是二层交换技术+三层转发技术，三层交换机就是“二层交换机+基于硬件的路由器”。

那么三层交换是怎样实现的呢？三层交换的技术细节非常复杂，不可能一下子讲清楚，不过您可以简单地将三层交换机理解为由一台路由器和一台二层交换机构成，如下图所示。两台处于不同子网的主机通信，必须要通过路由器进行路由。在上图中，主机A向主机B发送的第1个数据包必须要经过三层交换机中的路由处理器进行路由才能到达主机B，但是当以后的数据包再发向主机B时，就不必再经过路由处理器处理了，因为三层交换机有“记忆”路由的功能。

三层交换机的路由记忆功能是由路由缓存来实现的。当一个数据包发往三层交换机时，三层交换机首先在它的缓存列表里进行检查，看看路由缓存里有没有记录，如果有记录就直接调取缓存的记录进行路由，而不再经过路由处理器进行处理，这样的数据包的路由速度就大大提高了。如果三层交换机在路由缓存中没有发现记录，再将数据包发往路由处理器进行处理，处理之后再转发数据包。

三层交换机工作原理三层交换机实质上是将二层交换机与路由器结合起来的网络设备，它既可以完成数据交换功能，又可以完成数据路由功能。类型：纯硬件和纯软件两大类2.4.2三层交换2.4.3多层交换概念：

随着交换技术的不断发展，以及交换机产品的不断更新，在传统交换机上实现的功能日益变得丰富起来。现在不仅有了“路由功能的交换机”，有些交换机还具有通过辨别第四层协议端口的能力，有人将此类型的交换机称为第四层交换机，甚至还有可以识别应用层协议的交换机，因而，也出现了“应用层交换机”的概念。凡是超越传统工作在二层的交换大家统称为“多层交换”。第四层交换

第四层交换的主要作用体现在，可以将端到端性能和服务质量要求实现对所有联网设备的负载进行细致的均衡，以保证客户机与服务器之间数据平滑地流动。2.4.3多层交换第七层交换

目前，在高可用性和负载均衡方面，有部分交换机可以利用由应用返回给最终用户的第七层信息。这些交换机使用户可以容易地确认站点内容的响应性和正确性，或从客户的角度来试测你的站点，看看是否存在正确的应用和内容。具有这样功能的交换机我们称为“第七层交换机”。2.4.3多层交换2.5交换机产品简介交换机产品简介

目前市场上的交换机产品很多，网络基础设施建设成为当前一项热门应用，近20年来，网络技术日新月异，网络产品层出不穷，更新换代十分迅速。所以网络产品市场品种繁多。市面上网络产品的厂家很多。如CISCO、HP、3COM、华为、华三（H3C）、锐捷、神州数码、D-LINK等。思科产品Cisco（思科）的交换机产品以“Catalyst”为商标，曾经生产了500、1900、2800、2900、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、8500等十多个系列的交换机产品，产品线经过交换技术的不断发展，以及逐渐规范，目前思科在产的产品线为：500、2900、3500、3700、4500、4900和6500。顺序为由低端到高端。思科产品低端产品

2900的背板带宽为3.2G，最多48个10/100M自适应端口，所有端口均支持全双工通讯。型号有普通10/100BaseTx交换机，如C2912、C2924等；有些是带光纤接口的，如C2924C带两个100BaseFx口；有些是模块化的，如C2924M，带两个扩展槽。扩展槽的插卡可以放置100BaseTx模块、100baseFx模块，以及ATM模块和千兆以太接口卡(GBIC)。思科产品中端产品

C3500系列交换机背板带宽高达10Gbps，转发速率7.5Mpps，它支持250个VLAN，支持IEEE802.1Q和ISLTrunking,支持CGMP网/千兆以太网交换机,可选冗余电源等。并具有很强的管理功能和全面的千兆模块支持。思科产品高端产品

Catalyst6500系列交换机为园区网提供了高性能、多层交换的解决方案，专门为需要千兆扩展、可用性高、多层交换的应用环境设计，主要面向园区骨干连接等场合。如右图，是思科Catalyst6500家族。华为产品

华为公司目前已是国内数据网络厂商的领头羊，其研发水平和市场占有率非常有说服力。华为的行业渠道比较完善。华为在