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以太网交换机接口及连接方法介绍

2022-04-24  搜狐号  武汉海翎光电
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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。交换机是使用非常广泛的网络设备,多台网络设备的局域网,交换机是必不可少的设备。交换机的接口非常丰富,这里是一些整理的资料,与大家分享。

1. 双绞线RJ-45接口

这是我们见得最多、应用最广的一种接口类型,它属于双绞线以太网接口类型。它不仅在最基本的10Base-T以太网网络中使用,还在目前主流的100Base-TX快速以太网和1000Base-TX千兆以太网中使用。虽然它们所使用的传输介质都是双绞线类型,但是它们却各自采用了不同版本的双绞线类型,如最初10Base-T使用的3类线到支持1000Base-TX千兆速率的6类线,中间的100Base-TX则中以使用所谓的五类、超五类线,当然也可以是六类线。这些RJ-45接口的外观是完全一样的,像一个扁“T”字。与之相连的是RJ-45水晶头,一个水晶头和做好水晶头连线的双绞网线。

2. 光纤接口

对于光纤这种传输介质虽然早在100Base时代就已开始采用这种传输介质,当时这种百兆网络为了与普遍使用的百兆双绞线以太网100Base-TX区别,就称之为“100Base-FX”,其中的“F”就是光纤“Fiber”的第一个字母。不过由于在当时的百兆速率下,与采用传统双绞线介质相比,优势并不明显,况且价格比双绞线贵许多,所以光纤在100Mbps时代产没有得到广泛应用,它主要是从1000Base技术正式实施以来才得以全面应用,因为在这种速率下,虽然也有双绞线介质方案,但性能远不如光纤好,且在连接距离等方面具有非常明显的优势,非常适合城域网和广域网使用。

目前光纤传输介质发展相当迅速,各种光纤接口也是层出不穷,不过在局域网工业交换机中,光纤接口主要是SC类型,无论是在100Base-FX,还是在1000Base-FX网络中。SC接口的芯在接头里面一款100Base-FX网络的SC光纤接口模块,一款提供了4个SC光纤接口的光纤工业交换机。

工业交换机的SC接口外观可以看出,它与RJ-45接口非常类似,不过SC接口看似更扁些,缺口浅些。主要看其中的接触芯片是一什么类型的,如果是8条铜弹片,则是RJ-45接口,而里面如果是一根铜柱则是SC光纤接口。

3. AUI接口与BNC

AUI接口是专门用于连接粗同轴电缆的,虽然目前这种网络在局域网中并不多见,但在一些大型企业网络中,仍可能有一些遗留下来的粗同轴电缆令牌网络设备,所以有些工业交换机也保留了少数AUI接口,以更大限度地满足用户需求。AUI接口是一个15针“D”形接口,类似于显示器接口。这种接口同样也在许多网络设备中见到,如路由器,甚至服务器中,路由器上的AUI接口示意图。

BNC则是专门用于与细同轴电缆连接的接口,目前提供这种接口的工业交换机比较少见。但在一些RJ-45以太网工业交换机和集线器中还提供少数BNC接口,专门用于与细同轴电缆作为传输介质的令牌网络连接。

4. Console接口

这个接口我们知道,它是用来配置工业交换机的,所以只有网管型工业交换机才有。而且还要注意,并不是所有网管型工业交换机都有,那是因为工业交换机的配置方法有多种,如通过Te.NET命令行方式、Web方式、TFTP方式等。虽然理论上来说,工业交换机的基本配置必须通过Console(控制)端口,但有些品牌的工业交换机的基本配置在出厂时就已配置好了,不需要进行诸如IP地址、基本用户名之类的基本配置,所以这类网管型工业交换机就不用提供这个Console接口了,而且就目前来说还占多数。这类工业交换机通常只需要通过简单的Telnet或JAVA程序的Web方式进行一些高级配置即可。

当然也有一些工业交换机还是提供了Console接口的,但要注意的是,用于工业交换机配置的Console端口并不是所有工业交换机都一样,有的采用与Cisco路由器一样的RJ-45类型Console接口。而有的则采用串口作为Console接口。

两台工业交换机的Console端口不一样,一个“母”头9孔“D”形接口,一个“公”头9针“D”形接口。它们俗称为“DB-9”接口,但都是用进行工业交换机配置的。

除了以上两种工业交换机Console端口外,还有一种接口也常用于工业交换机的配置,那就是25针的“D”形接口。

无论工业交换机采用DB-9或DB-25串行接口,还是采用RJ-45接口,在进行工业交换机配置时,一般都需要通过专门的Console线连接至配置用计算机(通常称作终端)的串行口,与工业交换机不同的Console端口相适应。Console线也分为两种,一种是串行线,即两端均为串行接口(两端均为母头或一端为公头,另一端为母头),两端可以分别插入至计算机的串口和工业交换机的Console端口;另一种是两端均为RJ-45接头(RJ-45-to-RJ-45)的扁平线。由于扁平线两端均为RJ-45接口,无法直接与计算机串口进行连接,因此,还必须同时使用一个RJ-45-to-DB-9(或RJ-45-to-DB-25)的适配器。通常情况下,在工业交换机的包装箱中都会随机赠送这么一条Console线和相应的DB-9或DB-25适配器的。

5. FDDI接口

在早期的100Mbps时代,还有一种FDDI网络类型,它的中文名为“光纤分布式数据接口”,很明显它的传输介质也是光纤,其接口类型主要是SC类型。目前由于它的优势不明显,目前也基本上不见了。

总结,以上五种就是我们常见的一些工业交换机的接口类型。

交换机连接方法

因为交换机主要作为局域网设备集中连接使用,所以总的来说,在硬件连接方面相对要简单许多,通常只需把相应的传输介质接头插入到相应的交换机接口上即可。下面只简单介绍一下交换机级联的连接方法。

这是最常用的一种多台交换机连接方式,它通过交换机上的级联口(UpLink)进行连接。需要注意的是交换机不能无限制级联,超过一定数量的交换机进行级联,最终会引起广播风暴,导致网络性能严重下降。级联又分为以下两种:

使用普通端口级联

所谓普通端口就是通过交换机的某一个常用端口(如RJ-45端口)进行连接。需要注意的是,这时所用的连接双绞线要用反线,即是说双绞线的两端要跳线(第1-3与2-6线脚对调)。

使用Uplink端口级联

在所有交换机端口中,都会在旁边包含一个Uplink端口,如图2所示。此端口是专门为上行连接提供的,只需通过直通双绞线将该端口连接至其他交换机上除“Uplink端口”外的任意端口即可(注意,并不是Uplink端口的相互连接)。

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