二層交換機(jī)是如何工作的? 16張圖秒懂二層交換機(jī)各種問題

今天給大家講講交換機(jī)選型,作為網(wǎng)工設(shè)計(jì)一個網(wǎng)絡(luò)就會涉及到交換機(jī)選型,交換機(jī)選型需要關(guān)注哪些要點(diǎn)呢?
交換機(jī)選型要點(diǎn):
- (1)制式 (盒式交換機(jī)/框式交換機(jī))
- (2)功能(二層交換機(jī)/三層交換機(jī))、
- (3)端口數(shù)量
- (4)端口帶寬
- (5)交換容量
- (6)包轉(zhuǎn)發(fā)率
制式
1、交換機(jī)制式:
當(dāng)前的交換機(jī)主要分為盒式和框式。
盒式交換機(jī)樣例圖:
框式交換機(jī)樣例圖:
2、盒式交換機(jī)
(1)盒式交換機(jī)皆可以理解成一個鐵盒子,一般情況下盒式交換機(jī)是固定配置,固定端口數(shù)量,固定電源模塊、風(fēng)扇等;因此盒式交換機(jī)不具備擴(kuò)展性。
(2)為了提高擴(kuò)展性,盒式交換機(jī)可以支持堆疊技術(shù),可以將多臺盒式交換機(jī)邏輯上組成一臺交換機(jī)。
(3)正常情況下,盒式交換機(jī)應(yīng)用在一個網(wǎng)絡(luò)的接入層或者匯聚層。
3、框式交換機(jī)
框式交換機(jī)基于機(jī)框,接口板卡、交換板卡、電源模塊等都可以按照需求獨(dú)立配置,框式交換機(jī)的擴(kuò)展性一般基于槽位數(shù)量。
框式交換機(jī)一般應(yīng)用在一個網(wǎng)絡(luò)的核心位置。
如上圖組網(wǎng)所示:數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中,CE5800、CE6800、CE8800都是盒式設(shè)備,一般作為接入層使用;CE128是框式設(shè)備,一般作為核心層使用。
因此,在設(shè)備選型的時候可以根據(jù)實(shí)際交換機(jī)的使用層級判斷選擇盒式交換機(jī)還是框式交換機(jī)。
功能
1、交換機(jī)按照工作協(xié)議層分類:
交換機(jī)可以分為二層交換機(jī)和三層交換機(jī)。
2、二層交換機(jī)、三層交換機(jī)區(qū)別
(1)二層交換機(jī):
工作在OSI參考模型的第二層數(shù)據(jù)鏈路層上交換機(jī),主要功能包括物理編址、錯誤校驗(yàn)、幀序列以及流控。(如下圖所示,二層交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層,可以處理數(shù)據(jù)幀)
(2)三層交換機(jī):
一個具有三層交換功能的設(shè)備,即帶有第三層路由功能的第二層交換機(jī),但它是二者的有機(jī)結(jié)合,并不是簡單地把路由器設(shè)備的硬件及軟件疊加在局域網(wǎng)交換機(jī)上。(如下圖三層交換機(jī)工作在網(wǎng)絡(luò)層,可以處理數(shù)據(jù)包)
端口數(shù)量
1、交換機(jī)端口數(shù)量:
(1)盒式交換機(jī)
一臺交換機(jī)可以提供的端口數(shù)量,對于盒式交換機(jī)每一種型號基本是固定的,一般提供24個或48個接入口,2-4個上連接口。
這里以華為CE5850-48T4S2Q-EI為例(如下如所示),一共有48個1000M接入口,4個10G上行口,2個40G上行口;
(2)框式交換機(jī)
框式交換機(jī)則跟配置的單板數(shù)量有關(guān),一般指配置最高密度的接口板的時候每個機(jī)框能夠支持的最大端口數(shù)量。
這里以華為的CE12804為例,支持4塊業(yè)務(wù)板LPU,端口和具體的單板型號相關(guān),我們以36端口100G單板為例,那么插滿單板一共有144個100G端口。
2、如何根據(jù)端口數(shù)量選擇一款交換機(jī):
在選擇交換機(jī)時需要基于當(dāng)前的業(yè)務(wù)情況,和未來的可擴(kuò)展性,交換機(jī)端口數(shù)量代表你需要接入的終端數(shù)量。
以一個48個接入口的交換機(jī)為例,那么如果1個終端占用一個端口,那么一臺交換機(jī)就可以接48個終端,如果是一個200人的公司,那么就需要這樣的交換機(jī)5臺。
端口速率
1、交換機(jī)支持端口速率:
當(dāng)前交換機(jī)提供的端口速率有100Mbps/1000Mbps/10Gbps/25Gbps等。
2、交換機(jī)端口速率單位:
交換機(jī)的端口速率的單位是bps(bit per second),即每秒多少比特。
交換容量
1、交換機(jī)交換容量:也稱為背板帶寬或交換帶寬。
交換容量是交換機(jī)接口處理器(或接口卡)和數(shù)據(jù)總線之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Gbit/s。一臺交換機(jī)的交換容量越高,所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng),但同時設(shè)計(jì)成本也會越高。所有端口容量端口數(shù)量之和的兩倍應(yīng)該小于交換容量,從而實(shí)現(xiàn)全雙工無阻塞交換。
2、交換容量跟交換機(jī)的制式有關(guān):
(1)對于總線式交換機(jī)來說,交換容量指的是背板總線的帶寬;
(2)對于交換矩陣式交換機(jī)來說,交換容量是指交換矩陣的接口總帶寬。
這個交換容量是一個理論計(jì)算值,但是它代表了交換機(jī)可能達(dá)到的最大交換能力。當(dāng)前交換機(jī)的設(shè)計(jì)保證了該參數(shù)不會成為整臺交換機(jī)的瓶頸。
包轉(zhuǎn)發(fā)率
1、交換機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)率:
包轉(zhuǎn)發(fā)率也稱為接口吞吐量,是指通信設(shè)備某接口上的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力,單位通常為pps(packet per second)。交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率一般是實(shí)測的結(jié)果,代表交換機(jī)實(shí)際的轉(zhuǎn)發(fā)性能。
2、包轉(zhuǎn)發(fā)率計(jì)算方式:
包轉(zhuǎn)發(fā)率的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時間內(nèi)發(fā)送64字節(jié)的數(shù)據(jù)包(最小包)的個數(shù)作為計(jì)算基準(zhǔn)的。
當(dāng)計(jì)算包轉(zhuǎn)發(fā)率時,需考慮前導(dǎo)碼和幀間隙的固定開銷。
缺省情況下,幀間隙為最大值12字節(jié),建議用戶使用缺省配置。如果用戶修改接口的幀間隙為較小值,則接收端在接收一個數(shù)據(jù)幀以后,可能會沒有充足的時間接收下一幀,導(dǎo)致無法及時處理轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文而出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。
我們知道以太幀的長度是可變的,但是交換機(jī)處理每一個以太幀所用的處理能力跟以太幀的長度無關(guān)。所以,在交換機(jī)的接口帶寬一定的情況下,以太幀長度越短,交換機(jī)需要處理的幀數(shù)量就越多,需要耗費(fèi)的處理能力也越多。
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