了解一些關于交換機基礎知識還是非常重要的，首先讓大家了解下集線器和交換機的區(qū)別，然后全面介紹二層交換與第三層交換以及路由器的區(qū)別和其他交換技術的詳細知識。最近在為一家新開的網吧開通路由時，網吧的管理員跑來問我，網吧里的計算機互連選集線器(HUB)好還是選交換機好，CISCO的交換機是不是就是最好的了。人常說，只選對的不選貴的。

但如何選擇就是對的呢?常見的中小型網絡有二三百臺電腦，多者達到上千臺。它們通過綜合布線系統交換設備連在一起。并通過交換機或路由器連到寬帶網絡上。因而各種交換機的選擇和使用對寬帶網絡系統的性能將具有極為重要的影響。我就工作中常見的一些交換機問題作些探討與交流。

交換機基礎知識：集線器和交換機的區(qū)別

1. 集線器(這里僅指非交換式單網段和多網段型)在OSI體系結構中屬于OSI的第一層物理層設備，而交換機屬于OSI的第二層數據鏈路層設備，現在常見的三層交換為在二層平臺上提供VLAN和基于IP的路由和交換功能，而四層交換則為基于端口的應用。集線器只是對數據的傳輸起到同步、放大和整形的作用，對數據傳輸中的短幀、碎片等無法進行有效的處理，不能保證數據傳輸的完整性和正確性，類似于一個大的總線型局域網;而交換機不但可以對數據的傳輸做到同步、放大和整形，而且可以過濾短幀、碎片對封裝數據包進行轉發(fā)等。

2. 從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個端口工作的時候，其他所有端口都能夠收聽到信息，容易產生廣播風暴，并且每一個時刻只有一個端口發(fā)送數據，另外安全性差，所有的網卡都能接收到所發(fā)數據，只是非目的地網卡丟棄了信包。當交換機工作的時候，只有發(fā)出請求的端口和目的端口之間相互響應而不影響其他端口，因此交換機就能夠隔離沖突域和有效的抑制廣播風暴的產生。

3. 從帶寬來看，集線器不管有多少個端口，所有端口都是共享一條帶寬，在同一時刻只能有二個端口傳送數據，其他端口只能等待，同時集線器只能工作在半雙工模式下;而對于交換機而言，每個端口都有一條獨占的帶寬，當二個端口工作時并不影響其他端口的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。

4. 交換機工作于數據鏈路層以MAC地址進行尋址，有一定的額外尋址開銷，在數據流量小時，時延可能相對數據傳輸時間而言較大;集線器工作于物理層為廣播方式傳輸數據，流量小時性能下降不明顯適合于共享總線型結構局域網。

交換機基礎知識：二層交換與第三層交換以及路由器的區(qū)別

第二層交換技術工作于數據鏈路層。它按所接收到數據包的目的MAC地址在內部地址表中對應端口進行轉發(fā)，將本數據包MAC地址與對應端口記錄在內部地址表中，MAC地址不在表內的就進行廣播等待回應。因而二層交換機對MAC地址具有學習功能，對于網絡層或高層協議來說是透明的，數據交換靠專用處理數據包轉發(fā)的ASIC(應用專用集成芯片組)實現速度很快。但它不能處理三層及三層以上的協議，不能處理不同IP子網間的數據交換。

第三層交換工作于OSI七層模型中的第三層，是利用三層協議中的IP包包頭信息對后續(xù)數據流進行標記，進行幀頭重組，將具有同一標記的數據流的報文交換到數據鏈路層，即提供一條目標地址與源地址之間的一條數據通道。因此，三層交換機不必拆包便可判斷路由，從而將數據包直接轉發(fā)，進行數據交換。從而可以實現不同子網IP包交換。另外三層路由模塊不是簡單的二層交換機與路由器的簡單疊加，它是由三層路由模塊疊加二層交換高速背板總線速率可達Gbit/s，其中大部分必需的需路由軟件處理的數據轉發(fā)為三層轉發(fā)外，其余均為二層高速轉發(fā)。

路由器工作于OSI第三層網絡層，工作模式與二層相似。路由器主要決定最佳路由并轉發(fā)數據包。路由器內有一個路由表，其中記錄各種鏈路信息，供路由算法計算出到目的地的最佳路由。據此路由器再進行數據轉發(fā)。如不能知道目的路由，則將包丟棄，并向源地址返回信息。路由器可相互學習路由信息或將自已的鏈路狀態(tài)進行廣播，使路由信息按一定方式進行更新，從而由算法計算最佳路由。因此路由器路徑計算工作量很大。路由器一般端口數量有限，路由轉發(fā)速度慢。在內網數據流量較大，又要求快速轉發(fā)響應時，常建議使用三層交換機，而將網間路由工作交由路由器完成。

交換機基礎知識：交換機分類和選擇指標

從傳輸介質和傳輸速度上看，局域網交換機可以分為以太網交換機、快速以太網交換機、千兆以太網交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環(huán)交換機等多種，這些交換機分別適用于以太網、快速以太網、FDDI、ATM和令牌環(huán)網等環(huán)境。按照最廣泛的普通分類方法，局域網交換機可以分為桌面型交換機(Desktop Switch)、組型交換機(Workgroup Switch)和校園網交換機(Campus Switch)三類。根據架構特點，人們還將局域網交換機分為機架式、帶擴展槽固定配置式、不帶擴展槽固定配置式3種產品。選擇寬帶交換機時除根據以上介紹外還應參考以下幾個主要指標：

交換機基礎知識：轉發(fā)技術

轉發(fā)技術是指交換機所采用的用于決定如何轉發(fā)數據包的轉發(fā)機制。

交換機基礎知識：直通轉發(fā)技術

交換機獲取到數據包目的地址，就開始向目的端口發(fā)送數據包。通常，交換機在接收到數據包的前6個字節(jié)時，就已經知道目的地址，從而可以決定向哪個端口轉發(fā)這個數據包。直通轉發(fā)技術速率快、延時少和吞吐率高。但當網絡中誤碼率較高時，交換機會轉發(fā)所有的完整數據包和錯誤數據包，這將給整個交換網絡帶來許多錯誤通訊包。直通轉發(fā)技術適用與網絡鏈路質量好的網絡環(huán)境。