下面文章进行有效的说明下以太网交换机【jiāo huàn jī】🐽的参数配置问🕗题【tí】🏬，交换机【jiāo huàn jī】🐽根据工作协议【zuò xié yì】层【céng】可以🐐划分【huá fèn】😞为第二层【céng】♓交换机【jiāo huàn jī】🐽、第三层【dì sān céng】交换🌸机【jī】和第四层【céng】交换🌸机【jī】，根据是否支持网管功🎍能可以划分【huá fèn】😞 网管型交换机【jiāo huàn jī】🐽和非网【hé fēi wǎng】🌭管理型交换机【jiāo huàn jī】🐽。

包转发【bāo zhuǎn fā】率标志【lǜ biāo zhì】了交换【le jiāo huàn】机转发数据包【shù jù bāo】能力的大小💅。单位一【dān wèi yī】般位【bān wèi】pps(包每秒【bāo měi miǎo】🔥)，一般交换机的包转发【bāo zhuǎn fā】率在几🥘十Kpps到几百👫Mpps不等【bú děng】。包转发【bāo zhuǎn fā】速率是📉指交换💮机每秒📻可以转👗发多少百万个数据包【shù jù bāo】(Mpps)，即交换机能同🍐时转发🦄的数据包【shù jù bāo】的数量【liàng】。

包转发率以数据包为【jù bāo wéi】单位体【dān wèi tǐ】😑现了交换【le jiāo huàn】机的🔄交换能力🔌。 其实决【qí shí jué】定包转发率的一个重【yī gè chóng】🍮要指标👥就是交换机的【huàn jī de】🔄背板带【bèi bǎn dài】宽，背板带【bèi bǎn dài】宽标志🎾了交换【le jiāo huàn】机总的数据交【shù jù jiāo】换能力🔌。一台交换机的【huàn jī de】🔄背板带【bèi bǎn dài】宽越高【kuān yuè gāo】，所能处😔理数据的能力📗就越强【jiù yuè qiáng】，也就是🥢包转发率越高💥。

交换机【huàn jī】🥛的背板带宽交【dài kuān jiāo】👸换机【huàn jī】的🌊背板带宽是交【kuān shì jiāo】换机【huàn jī】🥛接口处【jiē kǒu chù】理器或接口卡和🚖数据总线间所能吞吐的最大🚖数据量【shù jù liàng】🦅。背板带宽标志【kuān biāo zhì】🥓了交换机【huàn jī】🥛总的数【zǒng de shù】据交换能力，单位为Gbps，也叫交🏯换带宽，一般的【yī bān de】交换机【huàn jī】🥛的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等【bú děng】🌡。一台交换机【huàn jī】🥛的背板带宽越高【yuè gāo】〽，所能处🍒理数据的能力就越强，但同时【dàn tóng shí】设计成本也会【běn yě huì】越高【yuè gāo】。

但是，我们如何去考😧察一个交换机的背板🕚带宽是👗否够用呢【ne】？一般来【yī bān lái】讲，我们应💒该从两【gāi cóng liǎng】个方面【gè fāng miàn】🎫来考虑【lái kǎo lǜ】：

1)所有端【suǒ yǒu duān】口容量【kǒu róng liàng】🗿乘以端口数量之和的2倍应该小于背😶板带宽【bǎn dài kuān】，这样可📴实现全🔰双工无【shuāng gōng wú】阻塞交换【jiāo huàn】🐒，证明交【zhèng míng jiāo】换🐒机具有发挥最【fā huī zuì】大数据交换【jiāo huàn】⏪性能的条件。

2)满配置【mǎn pèi zhì】🚉吞吐量【tūn tǔ liàng】🙌(Mpps)=满配置【mǎn pèi zhì】🚉端口数×1.488Mpps，其中【qí zhōng】1个千兆【gè qiān zhào】🏧端口在包长为64字节时【zì jiē shí】👂的理论吞吐量【tūn tǔ liàng】🙌为1.488Mpps。例如，一台最❔多可以提供😱64个千兆【gè qiān zhào】🏧端口的【duān kǒu de】交换机，其满配【qí mǎn pèi】🏣置吞吐【zhì tūn tǔ】量【liàng】🙌应达到64×1.488Mpps=95.2Mpps，才能够🤝确保在所有端🤐口均线速工作时【shí】，提供😱无阻塞的包交换。

如果一【rú guǒ yī】台交换【tái jiāo huàn】机🖍最多能够提供176个千兆【gè qiān zhào】端口🌵，而宣称🔴的吞吐【de tūn tǔ】量不到【liàng bú dào】261.8Mpps(176×1.488Mpps=261.8Mpps)，那么用【nà me yòng】户有理🍿由认为【yóu rèn wéi】该交换📫机采用【jī cǎi yòng】🤓的是有【de shì yǒu】阻塞的结构设计。 一般是【yī bān shì】✌两者都【liǎng zhě dōu】满足的🍂交换机🖍才是合格的交⛳换机🖍。 背板带😝宽资源🍚的利用率与交换机🖍的内部结构息息相关。

目前交【mù qián jiāo】换机的🥖内部结🖍构主要【gòu zhǔ yào】有以下【yǒu yǐ xià】几种：一是共【yī shì gòng】享内存结构，这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性【de gāo xìng】能连接🐘，由核心【yóu hé xīn】引擎检🌕查每个【chá měi gè】🕹输入包🖐以决定【yǐ jué dìng】路由【lù yóu】。这种方😙法需要🛷很大的🤽内存带🔬宽【kuān】、很高的管理费用。

尤其是随着交换机端【huàn jī duān】口的增加，中央内存的价【cún de jià】👗格会很㊗高【gāo】🖥，因而交换机内核成为性能实【xìng néng shí】🚫现的瓶🌾颈;二是交叉总线【chā zǒng xiàn】结构【jié gòu】，它可在🎊端口间【duān kǒu jiān】建立直🌘接【jiē】的点对点连接【jiē】，这对于👤单点传输性能【shū xìng néng】很好，但不适【dàn bú shì】👘合多点🅰传输;

三是混合交叉总【jiāo chā zǒng】线结💞构〰，这是一👯种混合交叉总【jiāo chā zǒng】线实现🚫方式💮，它的设【tā de shè】计思路是，将一体的交叉总【jiāo chā zǒng】线矩阵【zhèn】🈺划分成小的😭交叉矩【jiāo chā jǔ】🤜阵【zhèn】🈺，中间通🚞过一条【guò yī tiáo】高性能【gāo xìng néng】的总线【de zǒng xiàn】连接😹。其优点是减少📇了交叉【le jiāo chā】总线数，降低了成本，减少了【jiǎn shǎo le】总线争用;但连接【dàn lián jiē】😹交叉矩【jiāo chā jǔ】🤜阵【zhèn】🈺的总线【de zǒng xiàn】成为新【chéng wéi xīn】的性能【de xìng néng】瓶颈【píng jǐng】。

2、以太网交换机【jiāo huàn jī】🐫堆叠【duī dié】🌅　　交换机【jiāo huàn jī】🐫堆叠【duī dié】是🗺通过厂【tōng guò chǎng】家提供【jiā tí gòng】🚺的一条【de yī tiáo】专用连⌛接电缆👣，从一台交换机【jiāo huàn jī】🐫的【de】"UP"堆叠【duī dié】🌅端口【duān kǒu】直接🍝连接到另一台交换机【jiāo huàn jī】🐫的【de】"DOWN"堆叠【duī dié】🌅端口【duān kǒu】。以实现单台交🎰换机端【huàn jī duān】口数的【kǒu shù de】扩充。一般交🙇换机能够堆叠【duī dié】🌅4～9台。

为了使【wéi le shǐ】📡交换机【jiāo huàn jī】🍺满足大型网络对端口【duì duān kǒu】的数量要求，一般在【yī bān zài】较大型【jiào dà xíng】网络中💗都采用【dōu cǎi yòng】交换机【jiāo huàn jī】🍺的堆叠方式来解决。要注意的是只🥀有可堆😵叠交换【dié jiāo huàn】机【jī】🍺才具备这种端口【kǒu】，所谓可堆叠交换【dié jiāo huàn】机【jī】🍺，就是指🐆一个交🧥换机【jī】中💬一般同【yī bān tóng】时具有🎡"UP"和【hé】"DOWN"堆叠端👄口【kǒu】。

当多个交换机【huàn jī】🛫连接在一起时🔪，其作用就像一🏋个模块化交换🚆机一样🍈，堆叠在⚡一起交换机【huàn jī】🛫可以当【kě yǐ dāng】作😀一个单元设备🥕来进行【lái jìn háng】管理。一般情【yī bān qíng】况下🛫，当有多【dāng yǒu duō】个交换机【huàn jī】🛫堆叠时，其中存在一个🥅可管理【kě guǎn lǐ】交换机【huàn jī】🛫，利用可【lì yòng kě】📧管理交【guǎn lǐ jiāo】换机【huàn jī】🛫可对此可堆叠【kě duī dié】式交换【shì jiāo huàn】机🛫中的其【zhōng de qí】他“独立型【dú lì xíng】交换机【huàn jī】🛫”进行管理。可堆叠【kě duī dié】式交换【shì jiāo huàn】机🛫可非常方便🔉地实现对网络的扩充【de kuò chōng】，是新建【shì xīn jiàn】🎄网络时【wǎng luò shí】🍋最为理想的选择【zé】🗓。

堆叠中的所有交换机【jiāo huàn jī】🌤可视为🕳一个整【yī gè zhěng】体的交换机【jiāo huàn jī】🌤来进行管理【guǎn lǐ】，也就是说，堆叠中所有的🦎交换机【jiāo huàn jī】🌤从拓扑【cóng tuò pū】🎋结构上🍒可视为🕳一个交🤕换机【huàn jī】🐼。堆栈在一起的【yī qǐ de】交换机【jiāo huàn jī】🌤可以当😵作一台🌿交换机【jiāo huàn jī】🌤来统一【lái tǒng yī】管理【guǎn lǐ】。

交换机【jiāo huàn jī】堆叠技术采用了专门的管理【de guǎn lǐ】📀模块和堆栈连接电缆😲，这样做【zhè yàng zuò】的好处是【shì】，一方面增加了用户端【yòng hù duān】口【kǒu】，能够在交换机【jiāo huàn jī】之间建立一条📘较宽的【jiào kuān de】🦖宽【kuān】带链🤑路，这样每个实际【gè shí jì】🤭使用的【shǐ yòng de】用户带🚠宽【kuān】🤹就有可能更🤹宽【kuān】🤹(只有在并不是【bìng bú shì】🃏所有端🆔口都在【kǒu dōu zài】使用情况下)。另一方🆘面多个交换机【jiāo huàn jī】能够作为一个🔙大的交换机【jiāo huàn jī】，便于统【biàn yú tǒng】🎅一管理【yī guǎn lǐ】。

3、交换【jiāo huàn】🧢方式目【fāng shì mù】前交换【jiāo huàn】机🕢在传送【zài chuán sòng】源和目的端口【de duān kǒu】⤴的数据【de shù jù】包时通常采用🍰直通式交换【jiāo huàn】🧢、存储转【cún chǔ zhuǎn】发式和碎片隔离方式【fāng shì】三种数🔮据包交🎓换方式【fāng shì】🚺。目前的存储转【cún chǔ zhuǎn】发式是【fā shì shì】🕍交换【jiāo huàn】机🕢的主流交换【jiāo huàn】🧢方式【fāng shì】。

(1)、直通交【zhí tōng jiāo】🚇换方式(Cut-through) 采用直📖通交换🔈方式的【fāng shì de】以太网🗻交换机🥉可以理【kě yǐ lǐ】解为在👸各端口间是纵横交叉的线路【de xiàn lù】矩阵电【jǔ zhèn diàn】🙎话交换机🥉。它在输入【zài shū rù】端口检测到【jiǎn cè dào】📖一个数据包时，检查该包的包【bāo de bāo】头，获取包📋的目的📙地址🔷，启动内【qǐ dòng nèi】🛢部的动【bù de dòng】态查找【tài chá zhǎo】表转换成相应的输出端口，在输入【zài shū rù】与输出交叉处接通【jiē tōng】，把数据【bǎ shù jù】🏰包直通到相应的端口✝，实现交换功能【huàn gōng néng】。

由于它【yóu yú tā】只检查【jiǎn chá】数据包【jù bāo】🚋的包头(通常只【tōng cháng zhī】检查【jiǎn chá】14个字节🈳)，不需要🤦存储，所以切【suǒ yǐ qiē】入方式🌎具有延🗺迟【chí】💰小，交换速度快的【dù kuài de】优点。所谓延🖌迟【chí】💰(Latency)是指数【shì zhǐ shù】据包【jù bāo】🚋进入一个网络设备到离【lí】🍦开该设备所花的时间。

它的缺点主要【diǎn zhǔ yào】有三个【yǒu sān gè】🚻方面：一是因【yī shì yīn】为数据【wéi shù jù】包内容【bāo nèi róng】并没有【bìng méi yǒu】被以太【bèi yǐ tài】网交换机保存😩下来😳，所以无法检查【fǎ jiǎn chá】所传送🚏的数据包是否有误🔆，不能提供错误检测能力;第二🍾，由于没有缓存【yǒu huǎn cún】，不能将👸具有不同速率🏜的输入😕/输出端口直接【kǒu zhí jiē】🐑接通【jiē tōng】❔，而且容易丢包。

如果要【rú guǒ yào】连到高【lián dào gāo】速网【wǎng】络上🥊，如提供👭快速以太网【tài wǎng】😺(100BASE-T)、FDDI或🤚ATM连接🗼，就不能简单地🐠将输入/输出端【shū chū duān】♋口【kǒu】“接通”，因为输入/输出端【shū chū duān】♋口【kǒu】间有🌝速度上🥊的差异✨，必须提【bì xū tí】供缓存【gòng huǎn cún】;第三，当以太【dāng yǐ tài】网【wǎng】😺交换机【jiāo huàn jī】的端🤩口【kǒu】增加时，交换矩阵变得越来越复杂，实现起【shí xiàn qǐ】来就越困难【kùn nán】。

(2)、存储转【cún chǔ zhuǎn】🔪发方式🌼(Store-and-Forward) 存储转【cún chǔ zhuǎn】🔪发🎃(Store and Forward)是计算🦎机网络【jī wǎng luò】领域使【lǐng yù shǐ】用得最【yòng dé zuì】为广泛👮的技术之一【zhī yī】，以太网交换机的控制器先将【qì xiān jiāng】输入端口到来的数据包缓存🌬起来🔭，先检查【xiān jiǎn chá】🌮数据包是否正【shì fǒu zhèng】确😷，并过滤【bìng guò lǜ】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【zhèng yīn rú】此【cǐ】，存储转发方式📻在数据处理时🐺延时大，这是它【zhè shì tā】🗄的不足【de bú zú】，但是它可以对【kě yǐ duì】进入交换机的【huàn jī de】🖤数据包【shù jù bāo】😺进行错误检测，并且能⛴支持不【zhī chí bú】🎴同速度【tóng sù dù】的输入【de shū rù】🚮/输出端口间的🥃交换，可有效【kě yǒu xiào】地改善【dì gǎi shàn】网络性💫能⛴。

它的另一优点【yī yōu diǎn】⛎就是这【jiù shì zhè】种交换方式支【fāng shì zhī】持不同【chí bú tóng】速度端口间的🧓转换【zhuǎn huàn】🗿，保持高😵速端口🔎和低速端口🔎间协同【jiān xié tóng】工作。实现的👯办法是⛔将10Mbps低速包存储起来【lái】♒，再通过100Mbps速率转发到端【fā dào duān】口上。

(3)、碎片隔【suì piàn gé】😆离式【lí shì】(Fragment Free) 这是介🈚于😕直通式【zhí tōng shì】和存储转发式【zhuǎn fā shì】之间的一种解【yī zhǒng jiě】决方🛄案。它在转【tā zài zhuǎn】发前先【fā qián xiān】🤡检查数【jiǎn chá shù】据包的长度是【zhǎng dù shì】否够64个字节⏺(512 bit)，如果小于😕64字节🚼，说明是☝假包【jiǎ bāo】(或称残🛩帧👁)，则丢弃该包【gāi bāo】🖲;如果大于😕64字节🚼，则发送【zé fā sòng】🐓该包【gāi bāo】🖲。该方式✉的数据处理速【chù lǐ sù】度比存储转发方式快【fāng shì kuài】，但比直通式【zhí tōng shì】慢🔘，但由于😕能够避免残帧👁的转发，所以被广泛应【guǎng fàn yīng】用于😕低档交换机中💫。

使用这类交换【lèi jiāo huàn】📕技术的交换机一般是使用了【shǐ yòng le】一种特殊的缓存【cún】。这种缓存是一【cún shì yī】种先进🌃先出的🎷FIFO(First In First Out)，比特从⬛一端进入然后再以同🎙样的顺【yàng de shùn】序从另【xù cóng lìng】😌一端出【yī duān chū】来。当帧被接收时，它被保【tā bèi bǎo】存【cún】在🙆FIFO中✖。

如果帧【rú guǒ zhēn】以小于512比特的长度结🦗束，那么FIFO中的内【zhōng de nèi】容(残帧)就会被丢弃【diū qì】🐌。因此，不存在普通直【pǔ tōng zhí】通转发交换机【jiāo huàn jī】🌝存在的【cún zài de】🛡残帧转发问题【fā wèn tí】，是一个【shì yī gè】非常好【fēi cháng hǎo】😦的解决方案😷。数据包【shù jù bāo】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【tōng guò wǎng】络传播，能够在很大程度上提🕉高网络传输效率【lǜ】💰。