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德國赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)意為“開關(guān)”是一種用于電（光）信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號通路。zui常見的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。其他常見的還有語音交換機(jī)、光纖交換機(jī)等。德國赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)的原理：交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)內(nèi)部的CPU會在每個(gè)端口成功連接時(shí)，通過將MAC地址和端口對應(yīng)，形成一張MAC表。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應(yīng)的端口，而不是所有的端口。因此，交換機(jī)可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會“學(xué)習(xí)”新的MAC地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對照IP地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機(jī)。通過交換機(jī)的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少沖突域，但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。 端口德國赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的物理網(wǎng)段（注：非IP網(wǎng)段），連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B可同時(shí)向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機(jī)，那么該交換機(jī)這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總流通量也不會超出10Mbps。總之，交換機(jī)是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。 傳輸德國赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)的傳輸模式有全雙工，半雙工，全雙工/半雙工自適應(yīng)。交換機(jī)的全雙工是指交換機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也能夠接收數(shù)據(jù)，兩者同步進(jìn)行，這好像我們平時(shí)打一樣，說話的同時(shí)也能夠聽到對方的聲音。交換機(jī)都支持全雙工。全雙工的好處在于遲延小，速度快。提到全雙工，就不能不提與之密切對應(yīng)的另一個(gè)概念，那就是“半雙工”，所謂半雙工就是指一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只有一個(gè)動作發(fā)生，舉個(gè)簡單例子，一條窄窄的馬路，同時(shí)只能有一輛車通過，當(dāng)有兩輛車對開，這種情況下就只能一輛先過，等到頭兒后另一輛再開，這個(gè)例子就形象的說明了半雙工的原理。早期的對講機(jī)、以及早期集線器等設(shè)備都是實(shí)行半雙工的產(chǎn)品。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，半雙工會逐漸退出歷史舞臺。德國赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)的用途：交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流控。交換機(jī)還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網(wǎng)）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。 學(xué)習(xí)：以太網(wǎng)交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。 轉(zhuǎn)發(fā)/過濾：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時(shí)，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口（如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口）消除回路：當(dāng)交換機(jī)包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以太網(wǎng)交換機(jī)通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)允許存在后備路徑。交換機(jī)除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡(luò)之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)）之間起到互連作用。如今許多交換機(jī)都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機(jī)或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。一般來說，交換機(jī)的每個(gè)端口都用來連接一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)段，但是有時(shí)為了提供更快的接入速度，我們可以把一些重要的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)直接連接到交換機(jī)的端口上。這樣，網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵服務(wù)器和重要用戶就擁有更快的接入速度，支持更大的信息流量。zui后簡略的概括一下德國赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)的基本功能：1． 像集線器一樣，交換機(jī)提供了大量可供線纜連接的端口，這樣可以采用星型拓?fù)洳季€。2． 像中繼器、集線器和網(wǎng)橋那樣，當(dāng)它轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，交換機(jī)會重新產(chǎn)生一個(gè)不失真的方形電信號。3． 像網(wǎng)橋那樣，交換機(jī)在每個(gè)端口上都使用相同的轉(zhuǎn)發(fā)或過濾邏輯。4． 像網(wǎng)橋那樣，交換機(jī)將局域網(wǎng)分為多個(gè)沖突域，每個(gè)沖突域都是有獨(dú)立的寬帶，因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。5． 除了具有網(wǎng)橋、集線器和中繼器的功能以外，交換機(jī)還提供了更優(yōu)良的功能，如虛擬局域網(wǎng)（VLAN）和更高的性能。傳統(tǒng)交換機(jī)從網(wǎng)橋發(fā)展而來，屬于OSI第二層即數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。它根據(jù)MAC地址尋址，通過站表選擇路由，站表的建立和維護(hù)由交換機(jī)自動進(jìn)行。路由器屬于OSI第三層即網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，它根據(jù)IP地址進(jìn)行尋址，通過路由表路由協(xié)議產(chǎn)生。交換機(jī)zui大的好處是快速，由于交換機(jī)只須識別幀中MAC地址，直接根據(jù)MAC地址產(chǎn)生選擇轉(zhuǎn)發(fā)端口算法簡單，便于ASIC實(shí)現(xiàn)，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度*。但交換機(jī)的工作機(jī)制也帶來一些問題。1．回路：根據(jù)交換機(jī)地址學(xué)習(xí)和站表建立算法，交換機(jī)之間不允許存在回路。一旦存在回路，必須啟動生成樹算法，阻塞掉產(chǎn)生回路的端口。而路由器的路由協(xié)議沒有這個(gè)問題，路由器之間可以有多條通路來平衡負(fù)載，提高可靠性。2．負(fù)載集中：交換機(jī)之間只能有一條通路，使得信息集中在一條通信鏈路上，不能進(jìn)行動態(tài)分配，以平衡負(fù)載。而路由器的路由協(xié)議算法可以避免這一點(diǎn)，OSPF路由協(xié)議算法不但能產(chǎn)生多條路由，而且能為不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用選擇各自不同的*路由。3．廣播控制：交換機(jī)只能縮小沖突域，而不能縮小廣播域。整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)大的廣播域，廣播報(bào)文散到整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò)。而路由器可以隔離廣播域，廣播報(bào)文不能通過路由器繼續(xù)進(jìn)行廣播。4．子網(wǎng)劃分：交換機(jī)只能識別MAC地址。MAC地址是物理地址，而且采用平坦的地址結(jié)構(gòu)，因此不能根據(jù)MAC地址來劃分子網(wǎng)。而路由器識別IP地址，IP地址由網(wǎng)絡(luò)管理員分配，是邏輯地址且IP地址具有層次結(jié)構(gòu)，被劃分成網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號，可以非常方便地用于劃分子網(wǎng)，路由器的主要功能就是用于連接不同的網(wǎng)絡(luò)。 5．保密問題：雖說交換機(jī)也可以根據(jù)幀的源MAC地址、目的MAC地址和其他幀中內(nèi)容對幀實(shí)施過濾，但路由器根據(jù)報(bào)文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等內(nèi)容對報(bào)文實(shí)施過濾，更加直觀方便。 人工交換電信號交換的歷史應(yīng)當(dāng)追溯到出現(xiàn)的初期。當(dāng)被發(fā)明后，只需要一根足夠長的導(dǎo)線，加上末端的兩臺，就可以使相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)人進(jìn)行語音交談。 增多后，要使每個(gè)擁有的人都能相互通信，我們不可能每兩臺機(jī)之間都拉上一根線。于是人們設(shè)立了局，每個(gè)用戶都接一根線到局的一個(gè)大電路板上。當(dāng)A希望和B通話時(shí)，就請求局的接線員接通B的。接線員用一根導(dǎo)線，一頭插在A接到電路板上的孔，另一頭插到B的孔，這就是“接續(xù)”，相當(dāng)于臨時(shí)給A和B拉了一條線，這時(shí)雙方就可以通話了。當(dāng)通話完畢后，接線員將電線拆下，這就是“拆線”。整個(gè)過程就是“人工交換”，它實(shí)際上就是一個(gè)“合上開關(guān)”和“斷開開關(guān)”的過程。因此，把“交換”譯為“開關(guān)”從技術(shù)上講更容易讓人理解。電路程控人工交換的效率太低，不能滿足大規(guī)模部署的需要。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和開關(guān)電路技術(shù)的成熟，人們發(fā)現(xiàn)可以利用電子技術(shù)替代人工交換。終端用戶只要向電子設(shè)備發(fā)送一串電信號，電子設(shè)備就可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，將請求方和被請求方的電路接通，并且獨(dú)占此電路，不會與第三方共享（當(dāng)然，由于設(shè)計(jì)缺陷的緣故，可能會出現(xiàn)多人共享電路的情況，也就是俗稱的“串線”）。這種交換方式被稱為“程控交換”。而這種設(shè)備也就是“程控交換機(jī)”。 由于程控交換的技術(shù)長期被發(fā)達(dá)國家壟斷，設(shè)備昂貴，我國的普及率一直不高。隨著當(dāng)年華為、中興通訊等企業(yè)陸續(xù)自主研制出程控交換機(jī)，在我國得到迅速地普及。語音程控交換機(jī)普遍使用的通信協(xié)議為七號信令（Signalling System No.7）集線比較1．從OSI體系結(jié)構(gòu)來看，集線器屬于*層物理層設(shè)備，而交換機(jī)屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。也就是說集線器只是對數(shù)據(jù)的傳輸起到同步、放大和整形的作用，對于數(shù)據(jù)傳輸中的短幀=碎片等無法進(jìn)行有效的處理，不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性；而交換機(jī)不但可以對數(shù)據(jù)的傳輸做到同步、放大和整形，而且可以過濾短幀、碎片等。 2．從工作方式看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個(gè)端口工作的時(shí)候，其它所有端口都能夠收聽到信息，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較大時(shí)網(wǎng)絡(luò)性能會受到很大影響；而交換機(jī)就能夠避免這種現(xiàn)象，當(dāng)交換機(jī)工作的時(shí)候，只有發(fā)出請求的端口與目的端口之間相互響應(yīng)而不影響其它端口，因此交換機(jī)就能夠隔離沖突域并有效地抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。3．從帶寬來看，集線器不管有多少個(gè)端口，所有端口都共享一條帶寬，在同一時(shí)刻只能有兩個(gè)端口傳送數(shù)據(jù)，其它端口只能等待，同時(shí)集線器只能工作 在半雙工模式下；而對于交換機(jī)而言，每個(gè)端口都有一條獨(dú)占的帶寬，當(dāng)兩個(gè)端口工作時(shí)不影響其它端口的工作，同時(shí)交換機(jī)不但可以工作 在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。德國赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)的故障排除方法：解決重新設(shè)置VLAN麻煩在管理維護(hù)單位局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，要是連接普通交換機(jī)的級聯(lián)端口發(fā)生改變時(shí)，那么之前在該交換機(jī)系統(tǒng)中劃分設(shè)置的VLAN往往就無法正常發(fā)揮作用了。如此說來，難道我們只有重新劃分設(shè)置VLAN嗎?如果真是這樣的話，那網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作量顯然是很大的；其實(shí)，在改變普通交換機(jī)的級聯(lián)端口后，我們只需要進(jìn)入交換機(jī)的后臺管理界面，修改一下級聯(lián)端口的工作模式，以便讓所有的VLAN訪問都能通過，這樣的話就能避免重新設(shè)置VLAN操作了。我們就以某單位的局域網(wǎng)為例，來向各位詳細(xì)介紹一下交換機(jī)的具體設(shè)置步驟：假設(shè)該單位局域網(wǎng)共有6個(gè)VLAN，其中S1交換機(jī)位于A子網(wǎng)中，S2交換機(jī)位于B子網(wǎng)中；單位新購買了幾臺工作站，需要把S1德國赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)移動到B子網(wǎng)中，而之前S1交換機(jī)是在端口24上用光纖線纜與單位局域網(wǎng)的核心交換機(jī)直接相連的。為了避免在交換機(jī)系統(tǒng)中重新劃分VLAN，我們可以改變S1、S2交換機(jī)的端口工作模式。例如，我們可以先查看一下S1交換機(jī)的端口設(shè)置情況；在進(jìn)行這種檢查時(shí)，可以先通過net命令遠(yuǎn)程登錄到交換機(jī)的后臺管理界面，并執(zhí)行字符串命令“display interfaces”，這樣我們就能查看到該交換機(jī)各個(gè)端口的具體配置情況了。從上述命令返回的結(jié)果中，我們看到與S2交換機(jī)保持級聯(lián)關(guān)系的S1交換機(jī)26端口狀態(tài)為“interface ethernet0/26，port access vlan 2”，通過該狀態(tài)我們不難明白S1交換機(jī)只屬于VLAN2，也就是說該交換機(jī)只允許來自VLAN2中的工作站通行，其他VLAN中的工作站都無法通行;當(dāng)S1德國赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)改變擺放位置后，它肯定會位于新的VLAN中，為了讓新VLAN中的所有工作站都能通行，我們需要在這里將S1交換機(jī)的26端口工作模式修改為“trunk”，這樣一來S1交換機(jī)就不需要重新劃分設(shè)置VLAN，就能讓新VLAN中的所有工作站都可以通行了。 也許有不少用戶會感到納悶，為什么S1交換機(jī)之前可以和單位局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)正常通信呢?原來S1交換機(jī)之前是通過光纖線纜與單位核心交換機(jī)相連的，那個(gè)光纖連接端口的工作模式已經(jīng)被設(shè)置為了“trunk”，當(dāng)S1交換機(jī)的擺放位置發(fā)生變化后，由于沒有使用光纖線纜來連接交換機(jī)，所以對應(yīng)的光纖連接端口也就沒有作用了。在修改S1交換機(jī)的26端口工作模式時(shí)，我們可以先遠(yuǎn)程登錄進(jìn)該交換機(jī)的后臺管理界面，并在該界面的命令行中執(zhí)行字符串命令“system”，將S1交換機(jī)的工作狀態(tài)切換到系統(tǒng)配置狀態(tài)，接著執(zhí)行“interface ethernet 0/26”命令進(jìn)入S1交換機(jī)的第26號連接端口配置狀態(tài)，再在該狀態(tài)下輸入字符串命令“port link-type trunk”，單擊回車鍵后，S1交換機(jī)的26號連接端口工作模式就被成功修改成“trunk”類型了；為了讓局域網(wǎng)中的所有VLAN都能通過該端口訪問S1交換機(jī)，我們還需要執(zhí)行字符串命令“port trunk permit vlan all”，以便26號連接端口允許來自所有VLAN中的工作站訪問。按照同樣的操作，我們可以修改S2交換機(jī)的級聯(lián)端口工作模式，確保局域網(wǎng)中的所有工作站都能訪問S2交換機(jī)。解決主機(jī)無法Ping通故障在管理維護(hù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，我們時(shí)常會在交換機(jī)上對局域網(wǎng)中的某臺主機(jī)IP地址進(jìn)行Ping命令測試，在測試過程中要是遇到目標(biāo)主機(jī)IP地址無法被Ping通的故障現(xiàn)象時(shí)，我們究竟該如何來排除呢?在確認(rèn)目標(biāo)主機(jī)已經(jīng)開通電源，并且該系統(tǒng)自身工作狀態(tài)一切正常的情況下，我們可以在交換機(jī)中進(jìn)行如下排查操作：首先通過net命令登錄進(jìn)目標(biāo)交換機(jī)后臺管理界面，在該界面的命令行中執(zhí)行字符串命令“display interfaces”，從其后彈出的結(jié)果界面中看看目標(biāo)主機(jī)與本地交換機(jī)所連端口的IP地址是否處于同一個(gè)網(wǎng)段，或者檢查本地交換機(jī)連接端口的工作模式是否為“trunk”類型，如果這些參數(shù)設(shè)置不正確的話，我們必須及時(shí)將它們修改過來。其次執(zhí)行字符串命令“display arp”，從彈出的結(jié)果界面中仔細(xì)檢查本地交換機(jī)管理維護(hù)的ARP表內(nèi)容是否設(shè)置正確，一旦發(fā)現(xiàn)有不正確的記錄或條目，必須及時(shí)將它修改過來。接著檢查本地交換機(jī)連接目標(biāo)主機(jī)的通信端口處于哪一個(gè)虛擬子網(wǎng)中，找到對應(yīng)的虛擬子網(wǎng)后，查看該虛擬子網(wǎng)有沒有正確配置VLAN通信接口，要是已經(jīng)配置了的話，我們不妨再檢查該VLAN通信接口的IP地址是否和目標(biāo)主機(jī)的IP地址位于相同的工作子網(wǎng)中，如果發(fā)現(xiàn)配置不正確的話，必須及時(shí)修改過來。要是上面的各項(xiàng)配置參數(shù)都正常的話，本地交換機(jī)還無法Ping通局域網(wǎng)中的目標(biāo)主機(jī)地址時(shí)，那我們不妨在本地交換機(jī)系統(tǒng)中啟用ARP調(diào)試開關(guān)，以便詳細(xì)地檢查本地交換機(jī)是否能夠正確地發(fā)送ARP報(bào)文和接受ARP報(bào)文，要是本地交換機(jī)只能對外發(fā)送ARP報(bào)文而無法從外面接受ARP報(bào)文時(shí)，那故障原因很可能出在以太網(wǎng)的物理鏈路層，此時(shí)我們需要重點(diǎn)對物理鏈路層進(jìn)行檢查。解決IP報(bào)文無法轉(zhuǎn)發(fā)故障如果本地交換機(jī)的接口鏈路層協(xié)議狀態(tài)以及該接口的物理狀態(tài)全部都顯示為UP，而交換機(jī)無法正常轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，那多半是本地交換機(jī)協(xié)議發(fā)現(xiàn)路由參數(shù)沒有設(shè)置正確，或者是本地交換機(jī)的靜態(tài)路由沒有設(shè)置生效。此時(shí)，我們可以利用net命令遠(yuǎn)程登錄進(jìn)目標(biāo)交換機(jī)后臺管理界面，并進(jìn)入到命令行狀態(tài)，輸入字符串命令“display ip routing-table protocol static”，單擊回車鍵后來查看本地交換機(jī)有沒有正確配置靜態(tài)路由，要是沒有配置的話需要及時(shí)重新進(jìn)行配置;在確認(rèn)上面的配置正確后，再執(zhí)行字符串命令“display ip routing-table”，來檢查本地靜態(tài)路由有沒有設(shè)置生效，要是沒有生效的話需要重新啟用并設(shè)置好靜態(tài)路由，如此一來就能解決IP報(bào)文無法轉(zhuǎn)發(fā)的故障了。
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