天极网络学堂之十二 — 交换机的分类

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图9：工作组交换机
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图10：桌面型交换机
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　　四、根据交换机的结构划分

　　如果按交换机的端口结构来分，交换机大致可分为：固定端口交换机和模块化交换机两种不同的结构。其实还有一种是两者兼顾，那就是在提供基本固定端口的基础之上再配备一定的扩展插槽或模块。

　　1。 固定端口交换机

　　固定端口顾名思义就是它所带有的端口是固定的，如果是8端口的，就只能有8个端口，再不能添加。16个端口也就只能有16个端口，不能再扩展。目前这种固定端口的交换机比较常见，端口数量没有明确的规定，一般的端口标准是8端口、16端口和24端口。但现在也是各生产厂家也是各自说了算，他们认为多少个端口有市场就生产多少个端口的。目前交换机的端口比较杂，非标准的端口数主要有：4端口，5端口、10端口、12端口、20端口、22端口和32端口等。

　　固定端口交换机虽然相对来说价格便宜一些，但由于它只能提供有限的端口和固定类型的接口，因此，无论从可连接的用户数量上，还是所从可使用的传输介质上来讲都具有一定的局限性，但这种交换机在工作组中应用较多，一般适用于小型网络、桌面交换环境。如图11、图12分别是一款16端口和24端口的交换机产品示意图。

　　固定端口交换机因其安装架构又分为桌面式交换机和机架式交换机。与集线器相同，机架式交换机更易于管理，更适用于较大规模的网络，它的结构尽寸要符合19英寸国际标准，它是用来与其它交换设备或者是路由器、服务器等集中安装在一个机柜中。而桌面式交换机，由于只能提供少量端口且不能安装于机柜内，所以，通常只用于小型网络。如图13和图14所示的分别为一款桌面式固定端口交换机和机架式固定端口交换机。

　　2、模块化交换机

　　模块化交换机虽然在价格上要贵很多，但拥有更大的灵活性和可扩充性，用户可任意选择不同数量、不同速率和不同接口类型的模块，以适应千变万化的网络需求。而且，机箱式交换机大都有很强的容错能力，支持交换模块的冗余备份，并且往往拥有可热插拔的双电源，以保证交换机的电力供应。在选择交换机时，应按照需要和经费综合考虑选择机箱式或固定方式。一般来说，企业级交换机应考虑其扩充性、兼容性和排错性，因此，应当选用机箱式交换机；而骨干交换机和工作组交换机则由于任务较为单一，故可采用简单明了的固定式交换机。如图15为一款模块化快速以太网交换机产品示意图，在其中就具有4个可拨插模块，可根据实际需要灵活配置。

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图11：固定16端口交换机
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图12：固定24端口交换机
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图13：桌面式固定端口交换机
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图14：机架式固定端口交换机
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图15：模块化交换机
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　　五、根据交换机工作的协议层划分

　　我们知道网络设备都是对应工作在OSI／RM这一开放模型的一定层次上，工作的层次越高，说明其设备的技术性越高，性能也越好，档次也就越高。交换机也一样，随着交换技术的发展，交换机由原来工作在OSI／RM的第二层，发展到现在有可以工作在第四的交换机出现，所以根据工作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。

　　1、第二层交换机

　　第二层交换机是对应于OSI／RM的第二协议层来定义的，因为它只能工作在OSI／RM开放体系模型的第二层－－数据链路层。第二层交换机依赖于链路层中的信息（如MAC地址）完成不同端口数据间的线速交换，主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及数据流控制。这是最原始的交换技术产品，目前桌面型交换机一般是属于这类型，因为桌面型的交换机一般来说所承担的工作复杂性不是很强，又处于网络的最基层，所以也就只需要提供最基本的数据链接功能即可。目前第二层交换机应用最为普遍（主要是价格便宜，功能符合中、小企业实际应用需求），一般应用于小型企业或中型以上企业网络的桌面层次。如下图16所示的是一款第二层交换机的产品示意图。要说明的是，所有的交换机在协议层次上来说都是向下兼容的，也就是说所有的交换机都能够工作在第二层。

　　2、第三层交换机

　　第三层同样是对应于OSI／RM开放体系模型的第三层－－网络层来定义的，也就是说这类交换机可以工作在网络层，它比第二层交换机更加高档，功能更加强。第三层交换机因为工作于OSI／RM模型的网络层，所以它具有路由功能，它是将IP地址信息提供给网络路径选择，并实现不同网段间数据的线速交换。当网络规模较大时，可以根据特殊应用需求划分为小面独立的VLAN网段，以减小广播所造成的影响时。通常这类交换机是采用模块化结构，以适应灵活配置的需要。在大中型网络中，第三层交换机已经成为基本配置设备。图17所示的是3COM公司是一款第三层交换机产品示意图。

　　3、第四层交换机

　　第四层交换机是采用第四层交换技术而开发出来的交换机产品，当然它工作于OSI／RM模型的第四层，即传输层，直接面对具体应用。第四层交换机支持的协议是各种各样的，如HTTP，FTP、Telnet、SSL等。在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设立虚IP地址（VIP），每组服务器支持某种应用。在域名服务器（DNS）中存储的每个应用服务器地址是VIP，而不是真实的服务器地址。当某用户申请应用时，一个带有目标服务器组的VIP连接请求（例如一个TCPSYN包）发给服务器交换机。服务器交换机在组中选取最好的服务器，将终端地址中的VIP用实际服务器的IP取代，并将连接请求传给服务器。这样，同一区间所有的包由服务器交换机进行映射，在用户和同一服务器间进行传输。如图18所示的是一款第四层交换机产品示意图，从图中可以看出它也是采用模块结构的。

　　第四层交换技术相对原来的第二层、第三层交换技术具有明显的优点，从操作方面来看，第四层交换是稳固的，因为它将包控制在从源端到宿端的区间中。另一方面，路由器或第三层交换，只针对单一的包进行处理，不清楚上一个包从哪来、也不知道下一个包的情况。它们只是检测包报头中的TCP端口数字，根据应用建立优先级队列，路由器根据链路和网络可用的节点决定包的路由；而第四层交换机则是在可用的服务器和性能基础上先确定区间。目前由于这种交换技术尚未真正成熟且价格昂贵，所以，第四层交换机在实际应用中目前还较少见。

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图16：第二层交换机
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