交换机的特性

 交换机的外形因素

 

分层网络中使用的交换机有何主要特性？在查看交换机的规格时，各种首字母缩略词和短语分别表示什么？“PoE”表示什么？“转发速率”又是什么意思？本主题中，您将学习以上特性。

 

在选择交换机时，您需要决定是采用固定配置还是模块化配置以及是可堆叠的交换机还是不可堆叠的。另一个考虑因素是交换机的厚度（以机架单元数表示）。例如，图中显示的固定配置是全 1 机架单元 (1U)。这些因素有时称为交换机的外形因素。

 

固定配置交换机

 

顾名思义，固定配置交换机的配置是固定的。这意味着您不能为该交换机增加出厂配置以外的功能或选件。您购买的型号决定了可用的功能和选件。例如，如果您购买了一款 24 端口的千兆位固定配置交换机，那么在您需要时您无法添加更多的端口。通常有不同的配置可供选择，不同之处在于所含的端口数量和端口类型。

 

模块化交换机

 

模块交换机的配置较灵活。模块化交换机通常有不同尺寸的机箱，允许安装不同数目的模块化线路卡。线路卡实际上包含端口。线路卡之于交换机机箱犹如扩展卡之于 PC。机箱越大，它能支持的模块也就越多。如图所示，有许多不同的机箱尺寸可供选择。如果您购买了带有 24 端口线路卡的模块化交换机，则可以方便地添加 24 端口线路卡，使端口总数增加到 48 个。

 

可堆叠交换机

 

可堆叠交换机可以使用专用的背板电缆进行互连，背板电缆可在交换机之间提供高带宽的吞吐能力。Cisco 在其交换机产品线之一中引入 StackWise 技术。StackWise 技术允许您使用完全冗余的背板至多互连 9 台交换机。如图所示，交换机互相堆叠，各交换机之间通过电缆以菊花链的形式互连。堆叠的交换机可以作为一台更大的交换机有效地运行。在容错和带宽可用性至关重要、模块化交换机的实施成本又过于高昂时，可堆叠交换机是较为理想的选择。使用交叉连接技术，在某台交换机出现故障时网络可以快速恢复。可堆叠交换机使用专用的互连端口，而不使用线端口提供交换机间的连接。专用互连端口的速度通常也比使用线端口连接交换机的速度更快。

 

性能

 

在选择接入层、分布层或核心层交换机时，应考虑交换机对端口密度、转发速率和网络带宽聚合需求的支持能力。

 

端口密度

 

端口密度是指一台交换机上可用的端口数。固定配置交换机通常一台设备至多支持 48 个端口，部分机型至多还提供 4 个附加端口用于连接小型可插拔 (SFP) 设备，如图所示。在空间和电源接口有限的情况下，高端口密度可以更有效地利用这些资源。如果您有两台各含 24 个端口的交换机，则至多可以支持 46 台设备，因为每台交换机都至少要有一个端口用于将交换机本身连接到网络的其它部分。此外，还需要两个电源插座。但是，如果您有一台 48 端口的交换机，则可支持 47 台设备，只需使用一个端口将交换机本身连接到网络的其它部分，并且只需要一个电源插座来为交换机供电。

 

通过附加的多个交换机端口线路卡，模块化交换机可以支持很高的端口密度，例如，每台 Catalyst 6500 交换机至多可以支持 1000 多个交换机端口。

 

PoE 和第 3 层功能

 

在选择交换机时需要考虑的另外两个功能是以太网供电 (PoE) 和第 3 层功能。

 

以太网供电

 

以太网供电 (PoE) 允许交换机通过现有的以太网电缆对设备供电。如图所示，IP 电话和某些无线接入点会使用该功能。在您安装无线接入点和 IP 电话时，PoE 技术会让您享受到更高的灵活和便捷性，因为您可以在任何使用以太网电缆的位置安装这些设备。您不需要考虑如何按常规方式为设备供电。然而，只有您确实想要利用该功能时，您才应该选择支持 PoE 的交换机，因为 PoE 会给交换机增加巨大的开销。

 

第 3 层功能

 

通常，交换机在 OSI 参考模型的第 2 层运行，在该层交换机主要处理连接到交换机端口上的设备的 MAC 地址。第 3 层交换机提供一些高级功能，本课程后面几章将会详细地介绍这些高级功能。第 3 层交换机也称为多层交换机。