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工业交换机技总结
工业以太网交换机产品大概总结及简介：
（1）交换机直通转发技术：（Cut-through）
交换机一旦解读到数据包目的地址，就开始向目的端口发送数据包。通常，交换机在接收到数据包的前6个字节时，就已经知道目的地址，从而可以决定向哪个端口转发这个数据包。直通转发技术的优点是转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率。其缺点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。这样，在通讯质量不高的环境下，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讯包，交换机会被误解为发生了广播风暴。总之，直通转发技术适用与网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境。-交换机管理软件
交换机存储转发技术：（Store-and-Forward）
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。这样一来，交换机可以在转发之前检查数据包完整性和正确性。其优点是：没有残缺数据包转发，减少了潜在的不必要数据转发。其缺点是：转发速率比直接转发技术慢。所以，存储转发技术比较适应与普通链路质量的网络环境。-交换机管理软件
（2) 延时：（Latency）
交换机延时是指从交换机接收到数据包到开始向目的端口复制数据包之间的时间间隔。有许多因素会影响延时大小，比如转发技术等等。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，取决于交换机解读数据包前6个字节中目的地址的解读速率。采用存储转发技术的交换机由于必须要接收完了完整的数据包才开始转发数据包，所以它的延时与数据包大小有关。数据包大，则延时大；数据包小，则延时小。-交换机管理软件
（3) 管理功能：（Management）
交换机的管理功能是指交换机如何控制用户访问交换机，以及用户对交换机的可视程度如何。通常，交换机厂商都提供管理软件或满足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增加通过内置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探监视可选端口的网络状况。-交换机管理软件
（4) 单/多MAC地址类型：（Single- versus Multi-MAC）
单MAC交换机的每个端口只有一个MAC硬件地址。多MAC交换机的每个端口捆绑有多个MAC硬件地址。单MAC交换机主要设计用于连接最终用户、网络共享资源或非桥接路由器。它们不能用于连接集线器或含有多个网络设备的网段。多MAC交换机在每个端口有足够存储体记忆多个硬件地址。多MAC交换机的每个端口可以看作是一个集线器，而多MAC交换机可以看作是集线器的集线器。每个厂商的交换机的存储体Buffer的容量大小各不相同。这个Buffer容量的大小限制了这个交换机所能够提供的交换地址容量。一旦超过了这个地址容量，有的交换机将丢弃其它地址数据包，有的交换机则将数据包复制到各个端口不作交换。-交换机管理软件
（5) 外接监视支持：（Extendal Monitoring）
一些交换机厂商提供“监视端口”（monitoring port），允许外接网络分析仪直接连接到交换机上监视网络状况。
（6) 扩展树：（Spanning Tree）
由于交换机实际上是多端口的透明桥接设备，所以交换机也有桥接设备的固有问题—“拓扑环”问题（Topology Loops）。当某个网段的数据包通过某个桥接设备传输到另一个网段，而返回的数据包通过另一个桥接设备返回源地址。这个现象就叫“拓扑环”。一般，交换机采用扩展树协议算法让网络中的每一个桥接设备相互知道，自动防止拓扑环现象。交换机通过将检测到的“拓扑环”中的某个端口断开，达到消除“拓扑环”的目的，维持网络中的拓扑树的完整性。在网络设计中，“拓扑环”常被推荐用于关键数据链路的冗余备份链路选择。所以，带有扩展树协议支持的交换机可以用于连接网络中关键资源的交换冗余。-交换机管理软件
（7) 全双工：（Full Duplex）
全双工端口可以同时发送和接收数据，但这要交换机和所连接的设备都支持全双工工作方式。具有全双工功能的交换机具有以下优点：
1、高吞吐量（Throughput）：两倍于单工模式通信吞吐量。
2、避免碰撞（Collision Avoidance）：没有发送/接收碰撞。
3、突破长度限制（Improved Distance Limitation）：由于没有碰撞，所以不受CSMA/CD链路长度的限制。通信链路的长度限制只与物理介质有关。
现在支持全双工通信的协议有：快速以太网、千兆以太网和ATM。
虚拟局域网（VLAN）
交换技术的发展，也加快了新的交换技术（VLAN）的应用速度。通过将企业网络划分为虚拟网络VLAN网段，可以强化网络管理和网络安全，控制不必要的数据广播。在共享网络中，一个物理的网段就是一个广播域。而在交换网络中，广播域可以是有一组任意选定的第二层网络地址（MAC地址）组成的虚拟网段。这样，网络中工作组的划分可以突破共享网络中的地理位置限制，而完全根据管理功能来划分。这种基于工作流的分组模式，大大提高了网络规划和重组的管理功能。-交换机管理软件
在同一个VLAN中的工作站，不论它们实际与哪个交换机连接，它们之间的通讯就好象在独立的集线器上一样。同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到，而不会传输到其他的 VLAN中去，这样可以很好的控制不必要的广播风暴的产生。同时，若没有路由的话，不同VLAN之间不能相互通讯，这样增加了企业网络中不同部门之间的安全性。网络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全面管理企业内部不同管理单元之间的信息互访。交换机是根据用户工作站的MAC地址来划分VLAN的。所以，用户可以自由的在企业网络中移动办公，不论他在何处接入交换网络，他都可以与VLAN内其他用户自如通讯。-交换机管理软件
VLAN可以是有混合的网络类型设备组成，比如：10M以太网、100 M以太网、等等，可以是工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等。
VLAN的管理需要比较复杂的专门软件，它通过对用户、MAC地址、交换机端口号、VLAN号等管理对象的综合管理，来满足整个网络的VLAN划分、监视等功能，以及其他扩展管理功能。现在比较通用的VLAN的划分方法是基于MAC地址。但也有一些厂商的交换机提供更多的VLAN划分方法：MAC地址、协议地址、交换机端口、网络应用类型和用户权限等等。-交换机管理软件
用户在选择交换机的同时，应当仔细考察选购的交换机的VLAN功能，根据自己企业的实际需要，选择满足要求而且管理方便的交换机。同时，应当特别注意现在不同厂商的交换机的VLAN之间大多数是不兼容的。
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交换机该如何应用交换机的应用方法有哪些
交换机的VTP身份
VTP使用’域’（domain）关系组织互连的交换机，并在’域’内的所有交换机上维护VLAN配置信息的一致性。’域’关系是通过域名建立并维护的，一组使用同一个域名的交换机构成一个’域’。多层交换机技术只能被配置为属于一个VTP域。交换机出厂时的缺省工作模式为服务器模式。’域’名是由工作在服务器模式下的交换机定义的，服务器模式的交换机还可以创建、修改、删除vlan，可以为所属的VTP域配置全局参数。VTP有它自己的NVRAM，这意味着删除配置文件不能把VTP信息清除。当VLAN的配置信息被修改，该变动会被通告到VTP域中的所有交换机。另外，它也能够根据收到的VTP通告信息与其他交换机进行VLAN配置信息的同步。-交换机管理软件
工作在客户机模式下的交换机不能创建、修改、删除VLAN，但可以根据接收到的VTP通告信息更新自己的VLAN配置，客户机也可以向域中通告自己当前的VLAN配置信息。一个工作在透明模式下的交换机不会发送VTP通告，也不会根据接受到VTP信息修改自己的VLAN配置，但可以转发VTP通告信息。工作在透明模式下的交换机可以独立地创建、修改、删除自己的VLAN。-交换机管理软件
VTP运行原理
VTP通告信息是在交换机的trunk链路上传播的。在VTP通告信息中包含一项称为配置修订版本号（configurationrevision）的参数，配置修订版本号的高低代表着VLAN配置信息的新旧程度。高版本号代表更新的VLAN配置信息。只要交换机接收到一个有更高配置修订版本号的更新，它都用该VTP更新中的vlan信息覆盖当前的vlan信息，所以配置修订版本号在VTP更新中起着非常重要的作用。每当server上修改了VLAN的配置（修改包括创建、删除VLAN和更改VLAN的名称），其配置修订版本号就会加1，然后用新的版本号向域中通告。-交换机管理软件
如果通告的配置修订版本号比收到该通告的交换机的当前配置版本号高，交换机则使用新的信息更新自己当前的配置。这种更新过程意味着：当server删除了其所有VLAN并使用了更高配置版本号，那么域中的所有具有低配置版本号的设备也将删除他们的VLAN。提醒：一台在其他域中的server身份的交换机以client身份加入到另一个VTP域中，如果这台交换机携带的配置修订版本号比当前要加入的域中的配置修订版本号高的话，则新client的VLAN数据库将覆盖当前域中serve和client数据库。为此，建议为VTP域设置一个口令（缺省没有口令），这样只有口令匹配的多层交换机技术才可以加入域中。-交换机管理软件
跨VLAN的通信方法
VLAN的两个重要属性是：一个VLAN构成一个广播域；一个VLAN等于一个逻辑的子网。而在连网所用的设备中只有路由器可以分割广播域（或者说隔离广播），路由器也是为不同网络之间通信进行路由和交换数据的设备。所以，从这个角度来说VLAN之间的通信也需要路由器作为中间设备。-交换机管理软件
通常，使用IP地址规划网络时，通过路由器连接不同的网络使他们之间能够互相访问，这么做面临的问题是如何让主机把要到达外网的数据发送给路由器，解决这个问题的方法是在主机上设置缺省网关。缺省网关实际上是一台路由器，主机将去往非本地网络的数据包发送给它，由它将数据路由到目的地。-交换机管理软件
既然一个VLAN也是一个网络，那么一个VLAN内的主机如果要和其他VLAN的主机通信，也应该像上述方法一样找一台路由器作为它们的缺省网关，由路由器为它们转发数据。这样的解决方法有两种，一种是交换机外接一台路由器，该路由器专门为VLAN间通信服务，这种方法称为外部路由方法。另外一种是使用一台具有多层交换功能的高端交换机，该交换机具有路由功能。相对于单独外接一台路由器方式来说，这种方法称为内部路由方法。-交换机管理软件
以上是从三层角度分析，VLAN间的通信需要路由器，从二层角度分析，VLAN间的通信也需要路由器更改数据帧中的标记。例如，当VLAN3的主机和VLAN4的主机通信时，携带标记3的数据从连接VLAN3的路由器接口进入，经路由之后需要从连接VLAN4的接口送出，此时如果数据的标记仍然是3，那么使用多层交换机技术收到后就认为是VLAN3的数据帧，不会把它转发到VLAN4中，这样VLAN3和VLAN4之间仍然不能通信。为了能够让VLAN3的数据到达VLAN4，路由器在送出数据之前必须更换标记，把3改为4。这样交换机才认为是VLAN4的数据，并把它转发到正确的目的地。-交换机管理软件
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