随着进入21世纪，互联网在全世界得到了前所未有的发展，企事业单位，学校，个体用户不断的增加互联网用户的数量，人们在互联网上进行着一次又一次的创新，互联网也因为众多用户的加入变得越来越精彩。

    很多人以为，只要有台电脑，一根网线，我们就可以上网了。

    其实不然，就像我们从深圳去北京，走着去肯定是不可取的，我们需要一种交通工具，比如：飞机，火车。同样的道理我们的PC想要接入互联网其实是需要网络接入设备的，比如常用的集线器、交换机、网桥、路由器等等。交换机作为一种网络接入设备，是网络接入设备中最基本，也是最在OSI网络模型中层次最低的（集线器除外）。

    本文主要为各位弄清三个个基本知识：什么是交换机、交换机的分类、怎样选择合适的交换机。

1、什么叫交换机

    交换机（Switch）意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。交换机就是在集线器的基础上发展起来的，但是功能比集线器强大的多。图一是以太网交换机。

图一   以太网交换机

    交换机是基于MAC地址的转发（数据帧的开头有6个字节是目的地址，交换机能将此数据帧传送到该目的地址的设备中），工作于OSI七层模型中的第二层（数据链路层）。交换机的所有端口处在同一条背板带宽上，所有端口独享带宽。对于一般简单的非管理的交换机所有端口在同一个局域网中（指不用跨过其他设备就能进行通信）。

    交换机是全双工设备，在发送数据的同时也能接收数据，并且发送和接收的带宽不相互影响。

2、交换机的分类

    一般将交换机分为：核心交换机、汇聚交换机、接入交换机。

    下图是交换机的组网图

图二  交换机组网

    核心交换机一般用在主干网络中，例如：城域网，校园网，大型企业，一般广域网接入的都是核心交换机。核心交换机一般有几十到上百个接口，并且可扩展性强。核心交换机以千兆光口为主，当然也有一定数量的万兆光口。

    汇聚交换机是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路。所以汇聚交换机必须有一定的上行和下行带宽，否则容易发生端口阻塞。

    接入交换机就是一般连接网络终端设备的交换机，比如：PC，打印机，NVR等。接入交换机一般相对于前两种交换机而言具有端口数少，背板带宽低，价格低廉等特点。

3、怎么选择合适的交换机

    在选择交换机之前首先要弄懂几个交换机的专业词汇：

    背板带宽：交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线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Gbps，也叫交换带宽，一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。背板带宽的计算公式为：端口数*相应端口速率*2（全双工模式）。背板带宽是由交换机芯片决定的，并不由交换机的端口形态决定

    MAC地址表：MAC地址表是指交换机最多能学习到的MAC地址数。一般MAC地址表越大说明交换机能学习到的MAC地址越多，一般也就标示交换机的端口数就越多，能连接的终端数目也就越多。交换机的MAC地址表也是由交换芯片决定的，数值一般在几K到十几K。

    端口缓存：交换机的端口缓存是指交换机在接收数据时，如果不能及时处理，那么这部分数据将存储在这个缓存中（BUFFER），这样就不会将这部分数据丢失。端口缓存也是由交换芯片决定的，一般在1Mbit或者更大。

    包转发速率：包转发速率一般指交换机转发一定长度的包的最大速率单位是pps。百兆为148810pps（64字节数据），千兆为1488095 pps（64字节数据）。

    我们普通的用户在很多地方也有可能需要用到交换机，那么怎么选择一个合适的交换呢？下面分几种情景讲述：

1）大学宿舍

    大学宿舍一般都有宽带或者校园网接入，如果需要无线WIFi信号的话可以买个路由器，但是无线信号不怎么稳定，所以建议每台电脑通过网线接入互联网。路由器一般是有几个LAN口的（一般四个），如果路由器的LAN口不够，那么考虑买一个小交换机（5口或者8口）。一般宿舍里面买一个塑料壳的百兆交换机就可以了，但是如果平时有玩局域网游戏或者有文件传输的话可以买一个千兆的交换机，端口数的话可以按宿舍的人数来定。这种交换机的话一般比较便宜，几十块钱不等，比较好的厂商比如TP-LINk，D-LINK，Tenda等。

2）公司局域网

    公司局域网相对宿舍局域网的话有更高的要求。第一个就是接入的终端肯定都在十几到几十个，第二个就是需要有对终端网络进行管理或者安全保护。首先说一下端口数，最好是16/24口百兆或者千兆，建议千兆，因为公司内部肯定局域网数据交换比较多。然后就是交换机需要有端口汇聚和简单的管理功能，比如QOS，VLAN，端口镜像等简单的功能，或者在交换机上行端口加网关，进行更加安全的防护或过滤。

3）个体户进行视屏布控

    现在很多个体商户都进行了视屏布控，对于传统的网络摄像头，数据传输和电能的传输是分开的，但随着802.3AF标准的制定，现在网络摄像头数据和电能可以同时通过网线传输。这就需要交换机可以在网线传输电能，这种交换机叫POE交换机。现在大多数摄像头都支持POE供电了，所以建议视屏布控一般用POE交换机，这样做主要的有点就是布线简单。对于给摄像头供电的POE交换机主要需要考虑POE交换机输出功率是否满足摄像头的功率要求，另外一个就是摄像头的码流带宽需要小于交换机端口的带宽，这样数据才能不丢包进行传输。一般现在POE交换机都支持AT（15.5W）和AF（30W）标准，所以只要不是一些大功率的摄像头，AT标准的交换机都能满足摄像头的功率要求。当然AT标准的交换机比AF标准的交换价格要高。

图三  POE交换机与网络摄像头的连接

    现在市场上还有很多非标准的POE交换机（内部没有供电芯片，交换机内直接将电加在网线上），这种交换机很不安全，很容易产生短路，或者损坏摄像头，所以不推荐使用。