交换机

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最全的交换机知识汇总集(附交换机命令大全)

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交换是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时被称为多端口网桥。

网络交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性价比高、高度灵活、相对简单和易于实现等特点。以太网技术已成为当今最重要的一种局域网组网技术，网络交换机也就成为了最普及的交换机。

Switch是交换机的英文名称，这个产品是由原集线器的升级换代而来，在外观上看和集线器没有很大区别。由于通信两端需要传输信息，而通过设备或者人工来把要传输的信息送到符合要求标准的对应的路由器上的方式，这个技术就是交换机技术。从广义上来分析，在通信系统里对于信息交换功能实现的设备，就是交换机。

发展历史

“交换机”是一个外来词，源自英文“Switch”，原意是“开关”，中国技术界在引入这个词汇时，翻译为“交换”。在英文中，动词“交换”和名词“交换机”是同一个词（注意这里的“交换”特指电信技术中的信号交换，与物品交换不是同一个概念）。

1993年，局域网交换设备出现，1994年，国内掀起了交换网络技术的热潮。其实，交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作。与桥接器一样，交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏得更深的其他信息。与桥接器不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网网络之间的转发性能。

交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。已有以太网、快速以太网、FDDI和ATM技术的交换产品。

类似传统的桥接器，交换机提供了许多网络互联功能。交换机能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况下直接安装在多协议网络中；交换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡，不必作高层的硬件升级；交换机对工作站是透明的，这样管理开销低廉，简化了网络节点的增加、移动和网络变化的操作。

利用专门设计的集成电路可使交换机以线路速率在所有的端口并行转发信息，提供了比传统桥接器高得多的操作性能。专用集成电路技术使得交换器在更多端口的情况下得以实现上述性能，其端口造价低于传统型桥接器。

分类

从广义上来看，网络交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。从规模应用上看

可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式（插槽数较少），也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式（功能较为简单）。另一方面，从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。

以太网交换机

以太网交换机

随着计算机及其互联技术（也即通常所谓的“网络技术”）的迅速发展，以太网成为了迄今为止普及率最高的短距离二层计算机网络。而以太网的核心部件就是以太网交换机。

不论是人工交换还是程控交换，都是为了传输语音信号，是需要独占线路的“电路交换”。而以太网是一种计算机网络，需要传输的是数据，因此采用的是“分组交换”。但无论采取哪种交换方式，交换机为两点间提供“独享通路”的特性不会改变。就以太网设备而言，交换机和集线器的本质区别就在于：当A发信息给B时，如果通过集线器，则接入集线器的所有网络节点都会收到这条信息（也就是以广播形式发送），只是网卡在硬件层面就会过滤掉不是发给本机的信息；而如果通过交换机，除非A通知交换机广播，否则发给B的信息C绝不会收到（获取交换机控制权限从而监听的情况除外）。

以太网交换机厂商根据市场需求，推出了三层甚至四层交换机。但无论如何，其核心功能仍是二层的以太网数据包交换，只是带有了一定的处理IP层甚至更高层数据包的能力。网络交换机是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性能价格比高、高度灵活、相对简单、易于实现等特点。

光交换机

光交换是人们正在研制的下一代交换技术。所有的交换技术都是基于电信号的，即使是光纤交换机也是先将光信号转为电信号，经过交换处理后，再转回光信号发到另一根光纤。由于光电转换速率较低，同时电路的处理速度存在物理学上的瓶颈，因此人们希望设计出一种无需经过光电转换的“光交换机”，其内部不是电路而是光路，逻辑原件不是开关电路而是开关光路。这样将大大提高交换机的处理速率。

远程配置

交换机除了可以通过“Console”端口与计算机直接连接，还可以通过普通端口连接。此时配置交换机就不能用本地配置，而是需要通过Telnet或者Web浏览器的方式实现交换机配置。具体配置方法如下：

1、Telnet

Telnet协议是一种远程访问协议，可以通过它登录到交换机进行配置。

假设交换机IP为：192.168.0.1，通过Telnet进行交换机配置只需两步：

第1步，单击开始，运行，输入“Telnet 192.168.0.1”

第2步，输入好后，单击“确定”按钮，或单击回车键，建立与远程交换机的连接。然后，就可以根据实际需要对该交换机进行相应的配置和管理了。

2、Web

通过Web界面，可以对交换机设置，方法如下：

第1步，运行Web浏览器，在地址栏中输入交换机IP，回车，弹出如下对话框。

第2步，输入正确的用户名和密码。

第3步，连接建立，可进入交换机配置系统。

第4步，根据提示进行交换机设置和参数修改。

特点

因为交换机有带宽很高的内部交换矩阵和背部总线，并且这个背部总线上挂接了所有的端口，通过内部交换矩阵，就能够把数据包直接而迅速地传送到目的节点而非所有节点， 这样就不会浪费网络资源，从而产生非常高的效率。同时在此过程中，数据传输的安全程度非常高，更是受到使用者的欢迎和普遍好评。

和集线器每个端口共享同样带宽不同的是，交换机的数据带宽具有独享性。在这样的前提下，在同一个时间段内，交换机就可以将数据传输到多个节点之间，并且每个节点都可 以当做独立网段而独自享有固定的部分带宽，这样就没有和其他设备进行竞争实用的必要。

交换机选型要点:

制式

1、交换机制式：

当前的交换机主要分为盒式和框式。

盒式交换机样例图：

框式交换机样例图：

2、盒式交换机

（1）盒式交换机皆可以理解成一个铁盒子，一般情况下盒式交换机是固定配置，固定端口数量，固定电源模块、风扇等；因此盒式交换机不具备扩展性。

（2）为了提高扩展性，盒式交换机可以支持堆叠技术，可以将多台盒式交换机逻辑上组成一台交换机。

（3）正常情况下，盒式交换机应用在一个网络的接入层或者汇聚层。

3、框式交换机

框式交换机基于机框，接口板卡、交换板卡、电源模块等都可以按照需求独立配置，框式交换机的扩展性一般基于槽位数量。

框式交换机一般应用在一个网络的核心位置。

如上图组网所示：数据中心网络中，CE5800、CE6800、CE8800都是盒式设备，一般作为接入层使用；CE128是框式设备，一般作为核心层使用。

因此，在设备选型的时候可以根据实际交换机的使用层级判断选择盒式交换机还是框式交换机。

功能

1、交换机按照工作协议层分类：

交换机可以分为二层交换机和三层交换机。

2、二层交换机、三层交换机区别

（1）二层交换机：

工作在OSI参考模型的第二层数据链路层上交换机，主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及流控。（如下图所示，二层交换机工作在数据链路层，可以处理数据帧）

（2）三层交换机：

一个具有三层交换功能的设备，即带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。（如下图三层交换机工作在网络层，可以处理数据包）

端口数量

1、交换机端口数量：

(1)盒式交换机

一台交换机可以提供的端口数量，对于盒式交换机每一种型号基本是固定的，一般提供24个或48个接入口，2-4个上连接口。

这里以华为CE5850-48T4S2Q-EI为例（如下如所示），一共有48个1000M接入口，4个10G上行口，2个40G上行口；

(2)框式交换机

框式交换机则跟配置的单板数量有关，一般指配置最高密度的接口板的时候每个机框能够支持的最大端口数量。

这里以华为的CE12804为例，支持4块业务板LPU，端口和具体的单板型号相关，我们以36端口100G单板为例，那么插满单板一共有144个100G端口。

2、如何根据端口数量选择一款交换机：

在选择交换机时需要基于当前的业务情况，和未来的可扩展性，交换机端口数量代表你需要接入的终端数量。

以一个48个接入口的交换机为例，那么如果1个终端占用一个端口，那么一台交换机就可以接48个终端，如果是一个200人的公司，那么就需要这样的交换机5台。

端口速率

1、交换机支持端口速率：

当前交换机提供的端口速率有100Mbps/1000Mbps/10Gbps/25Gbps等。

2、交换机端口速率单位：

交换机的端口速率的单位是bps（bit per second），即每秒多少比特。

交换容量

1、交换机交换容量：也称为背板带宽或交换带宽。

交换容量是交换机接口处理器（或接口卡）和数据总线之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Gbit/s。一台交换机的交换容量越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。所有端口容量端口数量之和的两倍应该小于交换容量，从而实现全双工无阻塞交换。

2、交换容量跟交换机的制式有关:

(1)对于总线式交换机来说，交换容量指的是背板总线的带宽;

(2)对于交换矩阵式交换机来说，交换容量是指交换矩阵的接口总带宽。

这个交换容量是一个理论计算值，但是它代表了交换机可能达到的最大交换能力。当前交换机的设计保证了该参数不会成为整台交换机的瓶颈。

包转发率

1、交换机包转发率：

包转发率也称为接口吞吐量，是指通信设备某接口上的数据包转发能力，单位通常为pps（packet per second）。交换机的包转发率一般是实测的结果，代表交换机实际的转发性能。

2、包转发率计算方式：

包转发率的衡量标准是以单位时间内发送64字节的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。当计算包转发率时，需考虑前导码和帧间隙的固定开销。

缺省情况下，帧间隙为最大值12字节，建议用户使用缺省配置。如果用户修改接口的帧间隙为较小值，则接收端在接收一个数据帧以后，可能会没有充足的时间接收下一帧，导致无法及时处理转发报文而出现丢包现象。

我们知道以太帧的长度是可变的，但是交换机处理每一个以太帧所用的处理能力跟以太帧的长度无关。所以，在交换机的接口带宽一定的情况下，以太帧长度越短，交换机需要处理的帧数量就越多，需要耗费的处理能力也越多。

视频监控交换机选择

高清网络视频监控系统中，经常有客户反馈画面延时、卡顿等现象，造成这种现象的原因有很多，但大多数情况下还是交换机的配置不够合理，导致带宽不足造成的。

从网络拓扑结构来讲，一个中大型高清网络视频监控系统需采用三层网络架构：接入层、汇聚层、核心层。

1、接入层交换机的选择

接入层交换机主要下联前端网络高清摄像机，上联汇聚交换机。以720P网络摄像机4M码流计算，一个百兆口接入交换机最大可以接入几路720P网络摄像机呢？

我们常用的交换机的实际带宽是理论值的50%-70%，所以一个百兆口的实际带宽在50M-70M。4M*12=48M，因此建议一台百兆接入交换机最大接入12台720P网络摄像机。

同时考虑目前网络监控采用动态编码方式，摄像机码流峰值可能会超过4M带宽，同时考虑带宽冗余设计，因此一台百兆接入交换机控制在8台以内时最好的，超过8台建议采用千兆口。

2、汇聚层交换机的选择

汇聚层交换机主要下联接入层交换机，上联监控中心核心交换机。一般情况下汇聚交换机需选择带千兆上传口的二层交换机。

还是以720P网络摄像机4M码流计算，前端每台接入层交换机上有6台720P网络摄像机，该汇聚交换机下联5台接入层交换机。该汇聚层交换机下总带宽为4M*6*5=120M，因此汇聚交换机与核心交换机级联口应选千兆口。

3、核心层交换机的选择

核心层交换机主要下联汇聚层交换机，上联监控中心视频监控平台，存储服务器，数字矩阵等设备，是整个高清网络监控系统的核心。在选择核心交换机是必须考虑整个系统的带宽容量及如何核心层交换机配置不当，必然导致视频画面无法流畅显示。因此监控中心需选择全千兆口核心交换机。如点位较多，需划分VLAN，还应选择三层全千兆口核心交换机。

附：决定交换机性能的参数

背板带宽：

背板带宽计算方法：端口数*端口速度*2=背板带宽，以华为S2700-26TP-SI为例，该款交换机有24个百兆口，两个千兆上联口。

背板带宽=24*100*2/1000+2*1000*2/1000=8.8Gbps。

包转发率：

包转发率的计算方法：满配置GE端口数×1.488Mpps+满配置百兆端口数×0.1488Mpps=包转发率 （1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps，1个百兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为0.1488Mpps）。拿华为S2700-26TP-SI为例，该款交换机有24个百兆口，两个千兆上联口。

包转发率=24*0.1488Mpps+2*1.488Mpps=6.5472Mpps。

常用交换机配置命令

一、华为交换机基础配置命令

常用命令视图

1、创建VLAN

2、将端口加入到vlan中

3、将多个端口加入到VLAN中

4、交换机配置IP地址

5、配置默认网关

6、交换机保存设置和重置命令

7、交换机常用的显示命令

用户视图模式下：

二、H3C交换机的基本配置

1、基本配置

2、用户配置

3、vlan配置

4、交换机IP配置

5、DHCP客户端配置

6、端口配置

三、锐捷交换机基础命令配置

1、基础命令

2、查看信息

3、端口基本配置

4、端口聚合配置

5、生成树

配置多生成树协议:

  1. switch(config)#spanning-tree //开启生成树协议
  2. switch(config)#spanning-tree mst configuration //建立多生成树协议
  3. switch(config-mst)#name ruijie //命名为ruijie
  4. switch(config-mst)#revision 1 //设定校订本为1
  5. switch(config-mst)#instance 0 vlan 10,20 //建立实例0
  6. switch(config-mst)#instance 1 vlan 30,40 //建立实例1
  7. switch(config)#spanning-tree mst 0 priority 4096 //设置优先级为4096
  8. switch(config)#spanning-tree mst 1 priority 8192 //设置优先级为8192
  9. switch(config)#interface vlan 10
  10. switch(config-if)#vrrp 1 ip 192.168.10.1 //此为vlan 10的IP地址
  11. switch(config)#interface vlan 20
  12. switch(config-if)#vrrp 1 ip 192.168.20.1 //此为vlan 20的IP地址
  13. switch(config)#interface vlan 30
  14. switch(config-if)#vrrp 2 ip 192.168.30.1 //此为vlan 30的IP地址(另一三层交换机)
  15. switch(config)#interface vlan 40
  16. switch(config-if)#vrrp 2 ip 192.168.40.1 //此为vlan 40的IP地址(另一三层交换机)

6、vlan的基本配置

7、端口安全

a、配置最大连接数限制

b、IP和MAC地址绑定

8、三层路由功能(针对三层交换机)

9、三层交换机路由协议