以太网交换机的体系结构？

首先说HUB,也就是 集线器 。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而 交换机 （又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。而 路由器 与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径 ，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。

总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面：

（1）工作层次不同

最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。

（2）数据转发所依据的对象不同

交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。

（3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域

由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。

（4）路由器提供了防火墙的服务

路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。

交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。 路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。

目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL，因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能（很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了，因为电信安装时大多是不启用路由功能的，启用DHCP。打开ADSL的路由功能），如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了，如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。考虑到如今集线器与交换机的 价格相差十分小，不是特殊的原因，请购买一个交换机。不必去追求高价，因为如今产品同质化十分严重，我最便宜的交换机现在没有任 何问题。给你一个参考报价，建议你购买一个8口的，以满足扩充需求，一般的价格100元左右。接上交换机，所有电脑再接到交换机上就行了。余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口，将猫的网线插入uplink接口。然后设置路由功能，DHCP等， 就可以共享上网了。

多线结构。多级数字交换网络的结构特点是多线结构，数字交换网络是程控数字交换机的核心，主要由数字接线器组成，能够直接交换从数字传输设备进来的数字信号。当数字交换网络只连接一套PCM系统时，数字交换仅在这条总线的话路时隙之间进行。

分组交换的网络结构一般由分组交换机、网络管理中心、远程集中器、分组装拆设备、分组终端/非分组终端和传输线路等基本设备组成。(1)分组交换机实现数据终端与交换机之间的接口协议(X·25)，交换机之间的信令协议(如X·75或内部协议)，并以分组方式的存储转发、提供分组网服务的支持，与网路管理中心协同完成路由选择、监测、计费、控制等。根据分组交换机在网络中的地位，分为转接交换机和本地交换机两种；(2)网路管理中心(NMC)与分组交换机共同协作保证网路正常运行。

其主要功能有网路管理、用户管理、测量管理、计费管理、运行及维护管理、路由管理、搜集网路统计信息以及必要的控制功能等等，是全网管理的核心；(3)分组装拆设备(PAD)的主要功能是把普通字符终端的非分组格式转换成分组格式，并把各终端的数据流组成分组，在集合信道上以分组交织复用，对方再将收到的分组格式作相反方向的转换。(4)远程集中器的功能类似于分组交换机，通常含有PAD的功能，它只与一个分组交换机相连，无路由功能，使用在用户比较集中的地区，一般装在电信部门。(5)提供网络的基本业务：交换虚电路和永久虚电路及其他补充业务，如闭和用户群，网路用户识别等。在端到端计算机之间通信时，进行路由选择，以及流量控制。能提供多种通信规程，数据转发，维护运行，故障诊断，计费与一些网络的统计等。

1、网络需求分析 1、网络总体需求分析，根据应用软件的类型不同，可以分为3类： （1）MIS/OA/Web类应用，数据交换频繁，数据流量不大 （2）FTP/CAD类应用，数据交换不频繁，数据流量大 （3）多媒体数据流文件，数据交换频繁，数据流量大 2、结构化布线需求分析 通过对结点分布的实地考察，结合建筑物内部结构与建筑物之间的关系，连接的难易程度，确定中心机房、楼内各层的设备间、楼间连接技术、以及施工的造价，确定中心机房及各网段设备间的位置和用户结点的分布，确定结构化布线的需求、造价与方案。 3、网络可用性与可靠性分析 4、网络安全性需求分析 5、网络工程造价估算 2、网络规划设计 一、网络工程建设总体目标与设计原则 网络工程建设必须首先明确用户的实际需求，统一规划，分期建设，选择适合的技术，确保网络工程建设的选进性、可用性、可靠性、可扩展性与安全性。因此网络系统设计的原则是实用性、开放性、高可靠性、安全性、先进性与可扩展性。 二、网络结构与拓扑构型设计方法 大型和中型网络系统必须采用分层的设计思想，这是解决网络系统规模、结构和技术的复杂性的最有效方法。 其中，核心层网络用于连接服务器集群、各建筑物子网交换路由器，以及与城域网连接的出口；汇聚层网络用于将分布在不同位置的子网连接到核心层网络，实现路由汇聚的功能；接入层网络将终端用户计算机接入到网络之中。核心路由器之间、路由器与汇聚路由器直接使用具有冗余链路的光纤连接。汇聚路由器与接入路由器，接入路由器与用户计算机之间可以使用非屏蔽双绞线（UTP）连接。 三、核心层网络结构设计 核心层网络是整个网络系统的主干部分，应该是设计与建设的重点。主要技术标准是GE/10GE，核心设备是高性能交换路由器，连接路由器是具有冗余链路的光纤。 四、汇聚层网络与接入层网络结构设计 汇聚层网络用于将分布在不同位置的子网连接到核心层网络，实现路由汇聚的功能。 接入层网络用于将终端用户计算机接入到网络之中。 3、网络设备与选型 一、设备选型的基本原则 1、产品系列与厂商的选择 2、网络的可扩展性考虑 3、网络技术先进性考虑 二、路由器选型的依据 1、路由器的分类 高端：背板交换能力>40Gbps 中低端：背板交换能力<40Gbps 高端：多个高速光端口，支持多协议标记交换(MPLS)协议 中端：支持IP协议的同时，支持IPX、Vines等多种协议，支持防火墙、QoS、安全与***策略 低端：支持局域网、ADSL、接入与PPP接入方式与协议 2、路由器的关键技术指标 （1）吞吐量，是指路由器的包转发能力。 （2）背板能力，是路由器输入端与输出端之间的物理通道。传统的路由器采用的是共享背板的结构，高性能路由器一般采用交换式结构，背板能力决定吞吐量。 （3）丢包率，是指在稳定的持续负荷情况下，由于包转发能力的限制而造成包丢失的概率。 （4）延时与延时抖动，是指数据包的第一个比特进入路由器，到该帧的最后一个比特离开路由器所经历的时间，该时间间隔标志着路由器转发包的处理时间。 （5）突发处理能力，是以最小帧间隔发送数据包而不引起丢失的最大发送速率来衡量的。 （6）路由表容量，路由器的一个重要任务就是建立和维护一个与当前网络链路状态与结点状态相适应的路由表。路由表容量指标标志着该路由器可以存储的最多的路由表项的数量。 （7）服务质量，主要表现在列队管理机制、端口硬件队列管理和支持QoS协议上。 （8）网管能力，表现在网络管理员可以通过网络管理程序和通用的网络管理协议SNMPv2等，对网络资源进行集中的管理与 *** 作。 （9）可靠性与可用性，表现在：设备的冗余、热拔插组件、无故障工作时间、内部时钟精度等方面。 三、交换机分类与主要技术指标 1、交换机的分类 （1）从所支持的技术类型分类，可以分为10Mbps Ethernet交换机、Fast Ethernet交换机与1Gbps的GE交换机。 （2）从内部结构分类，可以分为固定端口交换机与模块交换机。 （3）从应用规模分类，可以分为：企业级交换机、部门级交换机与工作组级交换机。 2、交换机主要的技术指标 （1）背板带宽，是交换机输入端与输出端之间的物理通道。 （2）全双工端口带宽，其计算方法：端口数端口速率2。背板带宽应该大于此值。 （3）帧转发速率，是指交换机每秒钟能够转发的帧的最大数量。 （4）机箱式交换机的扩张能力，可以选取不同类型的控制模块来达到支持不同类型的协议与不同端口带宽的目的。（GE模块，FE模块，FDDI模块，ATM模块，Token Ring模块等） （5）支持VLAN能力，是用户需要关注的重要指标之一，大部分交换机支持8021Q协议，有的则支持Cisco专用的组管理协议CGMP。VLAN的划分可以是基于端口的，也可以是基于MAC地址或IP地址的。 2、交换机配置选择 （1）机架插槽数，是指模块式交换机所能够安插的最大的模块数 （2）扩展槽数，是指固定端口式交换机所带的扩展槽最多可以安插的模块数。 （3）最大可堆叠数，是指一个堆叠单元中可以堆叠的最大的交换机数量。 （4）端口密度与端口类型，密度是指一台交换机所能够支持的最小/最大的端口数，类型是指全双工端口/单工端口。 （5）最小/最大GE端口数，是指一台交换机所能够支持的最小/最大的1000Mbps 速率的端口数量。 （6）支持的网络协议类型，固定配置的交换机只有一种协议（Ethernet协议），机架式交换机与带有扩展槽的交换机一般支持多种协议（如：GE/FE/FDDI/ATM等） （7）缓冲区大小，是来协调不同端口之间的速率匹配。 （8）MAC地址表大小，用来存储连接在不同端口上的主机或设备的MAC地址。 （9）可管理性，主要的网络管理协议与软件包括：IBM NetView/HP OPENVIEW/SNMP （10）设备冗余，对于管理卡、交换结构、接口单元、电源需要考虑冗余。