最全交换机路由器参数性能及设备选型.doc

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附录一：交换机的性能参数和使用选型

4.1 交换机性能参数

交换机参数是使用者用来衡量交换机用途、性能的重要参考依据，任何一个网络在施工之前都必须经严格

的论证，论证的过程就包括网络拓扑构造的分析，节点设备功能确实定等环节；其中设备功能确实定主要

是根据该网络的业务要求而确定，也就是能常所说的设备选型，而选购者也就是根据交换机相应的性能参

数来选购所需设备。例如该网络用户需要满足的最小带宽、用户节点数量、是否支持远程网络管理、该交

换机有多少个扩展槽、支持那些网络协议、是否支持 、端口数量等等。

〔〕根据网络覆盖围分

局域网交换机和广域网交换机。

〔〕根据传输介质和传输速度划分

以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、 千兆以太网交换机、 交换机、 交

换机和令牌环交换机。

〔〕根据交换机应用网络层次划分

企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机。

〔〕根据交换机端口构造划分

固定端口交换机和模块化交换机。

〔〕根据工作协议层划分

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交换方式。目前的存储转发式是交换机的主流交换方式。



〔〕、直通交换方式〔〕



采用直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横穿插的线路矩阵交换机。它在输入端口检

测到一个数据包时，检查该包的，获取包的目的地址，启动部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输

入与输出穿插处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于它只检查数据包的〔通常只检查

 个字节〕，不需要存储，所以切入方式具有延迟小，交换速度快的优点。所谓延迟〔〕是指

数据包进入一个网络设备到离开该设备所花的时间。

它的缺点主要有三个方面：一是因为数据包容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数

存储转发〔 $"$#"〕是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制

器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。正因如此，存储转发方

式在数据处理时延时大，这是它的缺乏，但是它可以对进入交换机的数据包进展错误检测，并且能支持不

同速度的输入／输出端口间的交换，可有效地改善网络性能。它的另一优点就是这种交换方式支持不同速

度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。实现的方法是将 %&' 低速包存储起来，再

通过 %&' 速率转发到端口上。　



〔〕、碎片隔离式〔($〕

这是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  个字节

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交换机存在的残帧转发问题，是一个非常好的解决方案。数据包在转发之前将被缓存保存下来，从而确保

碰撞碎片不通过网络传播，能够在很大程度上提高网络传输效率。

交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽标志了

交换机总的数据交换能力，单位为 +%&'，也叫交换带宽，一般的交换机的背板带宽从几 +%&' 到上百

+%&' 不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计本钱也会越高。

〔〕线速背板带宽

线速背板带宽是考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为：

端口数 , 相应端口速率 ,〔全双工模式〕-总带宽

〔〕第二层包转发线速

包转发线速的衡量标准是以单位时间发送 % 的数据包〔最小包〕的个数作为计算基准的。对于千兆

以太网来说，计算方法如下：

，，，%&'20%)2〔＋0＋〕%-30034&&'$

说明：当以太网帧为 % 时，需考虑 0% 的帧头和 % 的帧间隙的固定开销。故一个线速的千

兆以太网端口在转发 % 包时的包转发率为 /00&&'。快速以太网的线速端口包转发率正好为千

兆以太网的十分之一，为 0/05&&'。

 对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为 /00&&'。

 对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为 /00&&'。

 对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为 /00&&'。

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 对于 *－ 的 6* 端口，一个线速端口的包转发率为 /7&&'。

路是，将一体的穿插总线矩阵划分成小的穿插矩阵，中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了穿

插总线数，降低了本钱，减少了总线争用；但连接穿插矩阵的总线成为新的性能瓶颈。

包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般为 &&'〔包每秒〕，一般交换机的包转发率在几

十 8&&' 到几百 &&' 不等。包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包〔&&'〕，即交换

机能同时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位表达了交换机的交换能力。

其实决定包转发率的一个重要指标就是交换机的背板带宽，背板带宽标志了交换机总的数据交换能力。一

台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，也就是包转发率越高。

5.VLAN 支持

，是英文 )9$9$$#5 的缩写，中文名为:虚拟局域网:，  是一种将局域网

交换机可以当作多个逻辑的交换机使用。

 网络的平安。不同  不能直接通信，杜绝了播送信息的不平安性。

 灵活的管理。更改用户所属的网络不必换端口和连线，只更改软件配置就可以了。

 技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网的不同用户逻辑地划分成不同的播

送域，每一个  都包含一组有着一样需求的计算机工作站，与物理上形成的  有着一样的属性。

由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个  的各个工作站没有限制在同一个物理围

中，即这些工作站可以在不同物理  网段。由  的特点可知，一个  部的播送和单播流量都

不会转发到其他  中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的平安性。

 除了能将网络划分为多个播送域，从而有效地控制播送风暴的发生，以及使网络的拓扑构造变得非

常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。 在交换机上的实现

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供这种  配置方法。这种划分  的方法是根据以太网交换机的交换端口来划分的，它是将 

上最靠近该站点的交换机、路由交换机或路由器的相应端口上，设定可通过的  地址集。这样就可以

防止非法入侵者从部盗用 6 地址从其他可接入点入侵的可能。

端口都定义为相应的  组即可。适合于任何大小的网络。它的缺点是如果某用户离开了原来的端口，

个组，它实现的机制就是每一块网卡都对应唯一的  地址， 交换机跟踪属于 $ 的地

址。这种方式的  允许网络用户从一个物理位置移动到另一个物理位置时，自动保存其所属  的

成员身份。

由这种划分的机制可以看出，这种  的划分方法的最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交

换机换到其他的交换机时， 不用重新配置，因为它是基于用户，而不是基于交换机的端口。这种方

为在每一个交换机的端口都可能存在很多个  组的成员，保存了许多用户的  地址，查询起来相

当不容易。另外，对于使用笔记本电脑的用户来说，他们的网卡可能经常更换，这样  就必须经常配

置。

〔〕、基于网络层协议的 $

 按网络层协议来划分，可分为 6、6;、!、&&995、 等  网络。这种按网络

层协议来组成的 ，可使播送域跨越多个  交换机。这对于希望针对具体应用和效劳来组织用户

的网络管理员来说是非常具有吸引力的。而且，用户可以在网络部自由移动，但其  成员身份仍然保

存不变。

这种方法的优点是用户的物理位置改变了，不需要重新配置所属的 ，而且可以根据协议类型来划分

，这对网络管理者来说很重要，还有，这种方法不需要附加的帧标签来识别 ，这样可以减少

网络的通信量。这种方法的缺点是效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址是需要消耗处理时间的

<相对于前面两种方法=，一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网帧头，但要让芯片能检

查 6 帧头，需要更高的技术，同时也更费时。当然，这与各个厂商的实现方法有关。