千兆交換機(jī)是指上聯(lián)和下聯(lián)口都是千兆口的交換機(jī)，也可理解為交換機(jī)端口支持1000M或10/100/1000M傳輸。很多人在尋找更快速的局域網(wǎng)連接技術(shù)，使用千兆以太網(wǎng)或者更快的萬兆技術(shù)。這樣的變化不僅僅是發(fā)生在園區(qū)網(wǎng)的骨干，也同樣發(fā)生在每一個(gè)配線間中，企業(yè)的IT管理人員希望能為每一個(gè)桌面用戶提供10倍于以前的網(wǎng)絡(luò)連接。

設(shè)備制造商們在設(shè)計(jì)交換機(jī)時(shí)，通常需要通過不同的設(shè)置項(xiàng)來滿足客戶的需求 [2]? ，這些需求通常包括以下幾個(gè)方面：

1. 可以堆疊以得到充分的可擴(kuò)展性；

2. 可以通過機(jī)框結(jié)構(gòu)得到彈性的骨干擴(kuò)展能力；

3. 可以和服務(wù)器設(shè)備集成，以達(dá)到計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)的集成；

4. 中小型企業(yè)會要求固定端口或者說可獨(dú)立工作的交換機(jī)；

5. 對于沒有IT部門的小公司，非管理型設(shè)備會更受歡迎。

另外還有一些其他需求，如降低設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和裝配成本。這些需求很多是相互矛盾的，但是它們又是真實(shí)存在的。滿足它們的方法是通過不同種類的交換機(jī)產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)，而不斷進(jìn)步的半導(dǎo)體技術(shù)使得交換機(jī)的設(shè)計(jì)和制造進(jìn)入了高度模塊化和集成化階段，為設(shè)計(jì)不同種類的交換機(jī)提供了技術(shù)上的便捷。下面，我們就不同類型的交換機(jī)逐一展示其設(shè)計(jì)原理和體系結(jié)構(gòu)，幫您判斷什么樣的交換機(jī)才是您真正需要的。

可堆疊交換機(jī)

這些交換機(jī)往往用于連接用戶到高速的園區(qū)網(wǎng)骨干。通常，它們有一些所謂的高速“用戶”端口，并且具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。當(dāng)數(shù)據(jù)從這些端口匯總上來時(shí)，會從更高速的數(shù)據(jù)上聯(lián)通路傳遞出去，以實(shí)現(xiàn)和中心服務(wù)器、IP PBX等設(shè)備的數(shù)據(jù)交互?？啥询B交換機(jī)通常會放置在企業(yè)的配線間或者機(jī)房中，它能適應(yīng)增長中的網(wǎng)絡(luò)。

如果有新的用戶加入到網(wǎng)絡(luò)中，管理員只需簡單地在原來的設(shè)備上面放置一臺新的設(shè)備，然后通過一個(gè)外部的“堆疊”接口將所有的交換機(jī)連接起來。事實(shí)上，這就像您自己又開發(fā)了一臺新的、更大的交換機(jī)一樣，可以方便地和原先的交換機(jī)一起管理，只是容量增大了。

有一個(gè)高速的堆疊端口是可堆疊交換機(jī)的基本特征。

機(jī)框式交換機(jī)

這種類型的交換機(jī)應(yīng)用于高性能的網(wǎng)絡(luò)骨干層。該系統(tǒng)有很多插槽，可以用來接插很多冗余的網(wǎng)絡(luò)接口卡，包括系統(tǒng)總線、電源、安全模塊等。整個(gè)系統(tǒng)能被設(shè)置成高冗余性的系統(tǒng)，在出現(xiàn)不可控的災(zāi)難或故障時(shí)仍能提供可用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。性能是機(jī)框式設(shè)備的重要考量指標(biāo)，但是更重要的是系統(tǒng)的高可靠性和高可用性。它的故障率通常被要求在平均每年的停機(jī)檢修時(shí)間不超過5分鐘。

如果將可堆疊交換機(jī)上聯(lián)堆疊端口連接一個(gè)具有更大交換容量交換陣列芯片的交換背板，加上冗余的電源和管理模塊設(shè)計(jì)，就構(gòu)成了一臺核心的機(jī)框式交換機(jī)。

固定端口交換機(jī)

這是最常見的交換機(jī)，它為成長型企業(yè)提供了廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)解決方案。該系統(tǒng)有著固定的接口（不能擴(kuò)展），當(dāng)企業(yè)成長需要擴(kuò)大交換機(jī)端口數(shù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理員必須再購買一些交換機(jī)。

總的說來，交換機(jī)的構(gòu)成和一臺普通的計(jì)算機(jī)很相似。交換機(jī)有自己的CPU、內(nèi)存、外部存儲器FLASH（功能上類似計(jì)算機(jī)的硬盤）、啟動存儲器（類似于計(jì)算機(jī)的BIOS）以及重要的交換芯片和網(wǎng)絡(luò)接口芯片（類似于計(jì)算機(jī)中的網(wǎng)卡）。

與普通計(jì)算機(jī)不同的是，網(wǎng)絡(luò)接口芯片收到數(shù)據(jù)后，大部分就通過交換芯片執(zhí)行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)操作，并不經(jīng)過系統(tǒng)的CPU，上文提到的獨(dú)立（固定端口）交換機(jī)和非管理型交換機(jī)就是這樣的結(jié)構(gòu)。所不同的是，獨(dú)立（固定端口）交換機(jī)只是在端口擴(kuò)展性上略輸于更高級的交換機(jī)，但是根據(jù)設(shè)計(jì)的不同，在系統(tǒng)中可以使用很高級的CPU和大量的內(nèi)存。

這樣多層交換機(jī)可以用系統(tǒng)的CPU來處理諸如路由、網(wǎng)絡(luò)安全等策略，實(shí)現(xiàn)高級的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。很多交換機(jī)使用了通用的CPU，當(dāng)然不是我們常見的Intel，而是像摩托羅拉MPC8245或者M(jìn)IPS等RISC芯片。