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Network Design第五章 网络设备选择 中国科学技术大学网络学院 李艺 第一章 概述 第二章 用户需求分析 第三章 现有网络分析 第四章 逻辑网络设计 第五章 网络设备选择 第六章 WAN接入设计 第七章 网络介质设计 第八章 网络设计案例 5.1 交换机选择 5.2 交换机的应用 5.3 路由器选择 5.4 配置路由器 5.1 交换机选择 交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层*作。与桥接器一样，交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与桥接器不同的是交换机转发延迟很小，*作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。 交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。现在已有以太网、快速以太网、FDDI和ATM技术的交换产品。 三种交换技术 端口交换：最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段（每条网段为一个广播域），不用网桥或路由连接，网络之间互不相通。端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。根据支持的程度，端口交换还可细分为： 模块交换：将整个模块进行网段迁移。 端口组交换：端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。 端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。 帧交换：通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。对帧的处理有以下几种： 直通交换：交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。交换速度非常快，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。 存储转发(Store and Forward)：先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。 碎片隔离式(Fragment Free)：介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案。它在转发前先检查数据包的长度是否够64个字节，如果小于，说明是假包（或称残帧）丢弃之；如果大于，则发送该包。该方式被广泛应用于低档交换机中。 信元交换：ATM采用定长53个字节的信元交换，便于硬件实现。ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但不影响每个节点之间的通信能力。ATM还容许在源节点和目标、节点建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。 局域网交换机的种类 根据使用的网络技术可以分为： 以大网交换机； 令牌环交换机； FDDI交换机； ATM交换机； 快速以太网、千兆以太网、万兆以太网交换机等 按交换机应用领域来划分，可分为： 台式交换机：处于网络的最底层，在性能上表现并不抢眼，价格较低； 工作组交换机：传统集线器的理想替代产品； 主干交换机：主要用于企业骨干网的组建； 企业交换机：属于高端交换机，一般采用模块化的结构，可作为企业网络骨干构建高速局域网，通常用于企业网络的最顶层； 分段交换机； 端口交换机； 网络交换机等 以太网交换机的主要性能指标 把握交换机的主要性能指标是关键，而判断交换机性能的好坏，需要从以下几方面的因素出发： 转发技术 存储转发技术要求交换机在接收到全部数据包后再决定如何转发，采用该技术的交换机可以在转发之前检查数据包的完整性和正确性，减少了不必要的数据转发。直通转发则是在交换机收到整个帧之前就已经开始转发数据了，这样可以有效地降低交换延迟。但是，交换机在没有完全接收并检查数据包的正确性之前就已经开始了数据转发。在通信质量不高的环境下， 交换机会转发所有的完整数据包和错误数据包，这实际上是给整个交换网络带来了许多垃圾通信包。因此， 直通转发技术适用于网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境。 管理功能 通常交换机厂商都提供管理软件或第三方管理软件远程管理交换机。 一般的交换机满足SNMP MIB I/MIB II统计管理功能，而复杂一些的交换机会通过增加内置RMON组 （mini-RMON）来支持RMON主动监视功能。有的交换机还允许外接RMON监视可选端口的网络状况。 延时 采用直通转发技术的交换机有固定的延时，因为直通式交换机不管数据包的整体大小， 而只根据目的地址来决定转发方向。所以，它的延时是固定的。 采用存储转发技术的交换机由于必须要接收完完整的数据包才开始转发，所以数据包大，则延时大；数据包小，则延时小。 全双工 全双工端口可以同时发送和接收数据，具有全双工功能的交换机可以获得两倍于单工模式通信