以太網交換機的案例
淺談以太網交換機802. 1Q 數據幀轉發(fā)流程的研究
2 案例分析
2. 1 實例背景描述
某企業(yè)有2 個主要部門: 銷售部和技術部，其中銷售部門的個人計算機系統(tǒng)分散連接在2 臺交換機上，他們之間需要相互進行通信，銷售部和技術部也需要進行相互通訊，現要在以太網交換機利用802. 1Q 數據幀轉發(fā)的技術上做適當配置來實現這一目標。通過分析，我們擬采用VLAN/802. 1Q - VLAN 間通信的方式實現該企業(yè)中2 個部門的內部通訊和部門之間的通訊。
2. 2 組網設備選型
根據系統(tǒng)應實現的功能，在實際構建中需要采用2 臺PC機和2 臺以太網交換機。在具體交換機型號的選擇中，我們采用H3C 公司生產的S2126 以太網交換機和銳捷網絡的S3550以太網交換機。
2. 3 系統(tǒng)網絡拓撲
為確保該系統(tǒng)建立的可靠性，我們根據設計需求，進行系統(tǒng)網絡拓撲的設計，具體來說，該系統(tǒng)的網絡拓撲中有3 臺PC，分別以PC0、PC1 和PC2 表示，PC1 與PC2 和PC3 之間擬采用S2126 和S3550 以太網交換機進行數據通信，在實際網絡IP設置的時候，需要根據實際需求將網絡IP 的地址設置成如上圖所示的范圍，同時根據上圖進行網線的布置和交換機之間的連接，整個網絡拓撲結構較為清晰。
2. 4 配置步驟
第一，按照試驗拓撲圖完成物理連接。
展開 弱電人要必須學習的千兆交換機知識
通常，千兆交換機允許多個設備通過同軸電纜、以太網電纜雙絞線和光纖電纜連接到局域網，并且千兆以太網交換機使用屬于每個設備的唯一 MAC 地址在給定端口上接收到每個幀時識別連接的設備，以便它可以正確地將幀路由到所需的目的地。
然后千兆交換機負責管理自身、其他連接設備、云服務和互聯網之間的數據流，在設備連接到千兆網絡交換機的端口的那一刻，旨在將傳入和傳出的數據傳輸到正確的以太網交換機的端口根據發(fā)送設備的端口以及發(fā)送和目標 MAC 地址。
接下來，當千兆網絡交換機接收到以太網數據包時，千兆交換機將使用MAC地址表來記住發(fā)送設備的MAC地址和設備連接的端口。交換技術會檢查MAC地址表，找出目的MAC地址是否連接到同一臺交換機。
如果答案是肯定的，則千兆以太網交換機繼續(xù)將數據包轉發(fā)到目標端口。如果沒有，千兆交換機會將數據包傳送到所有端口并等待響應。
最后，在等待響應的過程中。假設千兆網絡交換機連接到目的設備，該設備將接受數據包。如果設備連接到另一個千兆交換機，則另一個千兆交換機會重復上述操作，直到幀到達正確的目的地。
03
千兆交換機的類型
千兆以太網交換機帶有多種端口，例如8 端口千兆交換機、24 端口千兆交換機等，以下是要考慮的其他千兆交換機類型。
模塊化網絡交換機與固定網絡交換機
這些固定配置的交換機具有固定數量的端口，如 24 端口千兆交換機、48 端口千兆交換機。
展開 工業(yè)級串口服務器和交換機有什么不同？各有什么作用？
工業(yè)級串口服務器和交換機的使用方法也有區(qū)別：
工業(yè)級串口服務器設備連接串口服務器RS232/485/422對應的串口進行通訊，將數據信息傳輸到遠程服務器上。
交換機與路由器相似，總網口接入LAN口，其他網口接入對應的其他終端設備。
工業(yè)級串口服務器和交換機也是可以組合起來使用的，串口終端設備通過串口服務器實現聯網之后，多臺串口服務器可以連接到以太網交換機上面，將多處終端數據傳輸到遠程服務器上面。
樓宇可視對講系統(tǒng)與智能家居結合的設計方案
通過將以上空調控制系統(tǒng)接入CAN通訊網關，即可實現以太網圖形控制終端和CAN總線設備之間的互聯，CAN通訊網關可將CAN總線上的數據廣播到已在網關中注冊的以太網設備上，從而實現了在圖形控制終端上對空調的集中控制和遠程控制。
系統(tǒng)功能
n系統(tǒng)運行：打開或關閉空調系統(tǒng)；
n系統(tǒng)風扇：選擇風速（快、中、慢）；
n系統(tǒng)模式：可選模式（制冷、制熱、排氣、自動）；
n溫度：設定、調節(jié)、顯示每個房間溫度。
系統(tǒng)組成
n圖形控制終端；
nCAN通訊網關；
n紅外控制器；
n通訊面板；
n以太網交換機。
系統(tǒng)架構
中央空調
LT系統(tǒng)的空調控制功能可對每個房間的溫度和空氣流通進行控制調節(jié)和實時查詢，為住戶把嚴寒和酷暑擋在窗外。
LT的中央空調控制系統(tǒng)由圖形控制終端、通訊協議網關和空調廠家提供的通訊接口組成，通訊接口可以是RS485接口或以太網接口，空調協議可以是LonWorks（現場總線）或BACnet（Buliding Automation Control network建筑自動控制網絡）。
以大金VRV空調為例，需要將大金空調主機與通訊協議網關對接，通過配置軟件將空調主機中的設備變量與協議網關中的地址變量進行綁定，再將通訊網關與LT系統(tǒng)中圖形控制終端的RS485接口或以太網接口連接，從而實現將大金VRV空調集成到LT系統(tǒng)中。
系統(tǒng)功能
n系統(tǒng)運行：打開或關閉空調系統(tǒng) ；
n系統(tǒng)風扇：選擇風速（快、中、慢）；
n系統(tǒng)模式：可選模式（制冷、制熱、排氣、自動）；
n溫度：設定、調節(jié)、顯示每個房間溫度。
系統(tǒng)組成
n圖形控制終端；
nModbus/LonWorks協議網關；
n以太網交換機；
n協議網關驅動。
展開 
弱電人必知的POE交換機技術知識匯總
POE交換機在我們弱電行業(yè)經常應用，那么你對于POE供電技術熟悉嗎？本篇文章可以仔細看看哦
終將渡過成長的海
01
正文
POE交換機在安防行業(yè)的應用，給視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶來了質的改變，POE交換機。可通過網線為無線AP、網路攝像頭等PoE終端設備供電，傳送距離可達100m，安裝簡單，即插即用。非常適合無線城市、安防監(jiān)控等行業(yè)使用。
一、POE供電方案及優(yōu)勢
POE(PowerOverEthernet)指的是在現有的以太網Cat.5布線基礎架構不作任何改動的情況下，在為一poe供電些基于IP的終端（如IP電話機、無線局域網接入點AP、網絡攝像機等）傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。POE也被稱為基于局域網的供電系統(tǒng)(POL,PoweroverLAN)或有源以太網(ActiveEthernet)，有時也被簡稱為以太網供電，這是利用現存標準以太網傳輸電纜的同時傳送數據和電功率的最新標準規(guī)范，并保持了與現存以太網系統(tǒng)和用戶的兼容性。
展開 “交換機”，智駕域的“紅娘”
而本文介紹的“交換機”，就是一種工作在數據鏈路層，也就是常說的二層交換機。目前也出現了三層交換機，通過在二層交換機之上引入三層轉發(fā)技術，解決了局域網中虛擬網絡劃分之后，網段中子網必須依賴路由器進行管理的局面。但本文重點介紹二層交換機的典型功能，涉及到的三層轉發(fā)技術僅就一筆帶過。
“交換機”的工作原理
交換機是一種用于電（光）信號轉發(fā)的二層網絡設備，可為接入交換機的任意兩個網絡節(jié)點提供獨享的電（光）信號通路。交換機基于MAC（Media Access Control，介質訪問識別）地址識別，完成以太網數據幀的轉發(fā)。MAC地址是寫入到網絡硬件內部的地址，具有唯一性和不可重復性。
交換機首先學習每一端口相連設備的MAC地址，并將端口和MAC地址的映射關系存放到交換機緩存的MAC地址表中。下次收到要轉發(fā)的數據幀，首先檢查該數據幀發(fā)往的目的MAC地址是否在MAC地址表中，若在，則將數據幀發(fā)往相應的端口，若不在，則向所有端口轉發(fā)。
交換機的數據轉發(fā)主要分為兩種方式：存儲轉發(fā)和直通式。在存儲轉發(fā)中，交換機首先接收整個數據幀，并進行錯誤檢驗，如果沒有錯誤才會將數據幀發(fā)往目的MAC地址對應的端口。在這種方式中，數據幀轉發(fā)時延隨長度的不同而變化。在直通式中，交換機不進行錯誤校驗，只要識別出目的MAC地址對應的端口，即開始轉發(fā)該幀。在這種方式中，數據幀轉發(fā)時延是一定的。
展開 車載以太網技術發(fā)展與測試方法
圖3物理層IOP測試連接示意圖
3.2 交換機測試
車載以太網的交換機測試，是對車載以太網交換機常規(guī)數據幀收發(fā)相關功能的測試，測試的規(guī)范主要是TC-11 Ethernet Switch Test Specification 標準，測試的內容如下。
1）通用功能
數據幀正常轉發(fā)、端口鏡像、端口禁用、處理巨型幀、讀出設備ID等基本功能。
2）地址解析功能
地址學習、地址老化時間、地址解析表、地址學習配置模式等功能。
3）虛擬局域網功能 （VLAN）
TPID以太類型字段自由配置功能、雙標簽Q-in-Q功能、非標簽數據幀支持、VLAN跳躍攻擊抑制、共享VLAN學習等功能。
4）基于時間敏感網絡的時間同步功能（TSN）對接收到的時間同步的幀正確處理的功能。
5）服務品質（QoS）
對優(yōu)先級流量正確處理和實現不同流量整形策略的功能，包括基于優(yōu)先級的服務品質、基于WRR轉發(fā)數據包功能、PCP字段覆蓋功能、優(yōu)先級映射功能、支持漏桶算法功能等。
6）配置功能
運行中可重新配置的功能，端口可單獨配置功能、配置完成前支持在 "禁止轉發(fā)"模式下啟動的功能、讀回配置信息功能、支持鎖定配置項功能等。
7）過濾功能
在接收端口是否能按照設定，對接收到的數據幀進行過濾的功能，包括端口廣播保護功能、通用過濾需求、與 VLAN相關的過濾規(guī)則、基于上層地址的過濾規(guī)則等。
展開 拆解Model S Plaid的計算平臺
GPU是215-130000026的AMD Radeon，類似于Radeon Pro W6600
Wifi/BT 模塊是 LG Innotek ATC5CPC001
移動通信的Modem 是Quectel AG525R-GL
網關是SPC5748GSMMJ6
DSP 1 是帶有 ARM Cortex-A5 的 ADSP-SC587W SHARC+ 雙核 DSP
DSP 2 是帶有 ARM Cortex-A5 的 AD21584 SHARC+ 雙核 DSP
以太網交換機是 Realtek RTL9068ABD
因為有線束連接原理圖，等我有空會把可以把實物和Wiring Diagram對應起來，這樣看效果更好一些。
圖1 計算平臺主板正面的細節(jié)標識
圖2 Quectel AG525R-GL的通信板
圖3 計算平臺主板反面的細節(jié)標識
圖4 下層的GPU板卡
圖5 結構框架
在下面這個板卡下面，確實藏了之前大家期盼的AMD 215-130000026的AMD Radeon 芯片。從邏輯上來看，這里的幾路視頻輸出（2.7Gb/s的HBR和5.4Gb/s的HBR2））也對應Model S Plaid的儀表盤；還有一路HDMI，對應的儀表盤、中控屏和后座的顯示屏。
在存儲方面采用了16Gb 的GDDR6內存。
圖6 GPU芯片
圖7 AP板的正面
圖8 AP板的反面
Part 2 迭代的過程
在智能座艙和自動駕駛兩個大系統(tǒng)中，特斯拉的硬件迭代的速度也是非常快的。
展開 特斯拉最新中央計算模塊(CCM)解析
以太網交換機為 Realtek RTL9068ABD。
具體在PCB板上的位置以及外部接口的定義如下圖所示。
圖3 移動通信模塊和MCU主板正面(來源：Astroys)
圖4 MCU主板反面布局(來源：Astroys)
圖5 GPU板(來源：Astroys)
小結
首先特斯拉的硬件迭代速度確實很快，硬件平臺基本三年一換。對于傳統(tǒng)汽車ECU而言，一個硬件平臺至少要用五六年起吧。而且還是從量產后開始算，如果從項目立項開始，那就更久了，對于傳統(tǒng)OEM而言，項目立項半年一年的，找供應商半年一年的。
這也是
為什么
國內
傳統(tǒng)OEM紛紛成立新品牌的
原因吧，
簡化
管理
，
加快
研發(fā)時間
。
另外信息娛樂系統(tǒng)從MCU1的英偉達，到MCU2的因特爾，再到現在的AMD，主流的芯片基本用了個遍，再結合2020年特斯拉與博通的合作消息——博通和特斯拉聯合研發(fā)的，是汽車用超大型高性能計算機芯片，將用于實現多種功能，從Autopilot自動輔助駕駛、完全自動駕駛到信息娛樂。原來英偉達，因特爾，AMD可能是過客，拿來練手的，最終還是走向自研，信息娛樂和autopilot的軟件是自研，自動駕駛的主控芯片也實現了自研，而且超算也自己做了，通過大量實車數據訓練算法也打通了，就剩信息娛樂了，打通完整的軟硬件結合了。這就有點蘋果的味道了，
對于國內新造車勢力中的第一梯隊蔚小理，誠然三者中小鵬的自動駕駛做的不賴，但是其自研的是僅僅是算法，域控制器還是采購德賽西威的，更不談信息娛樂系統(tǒng)。長路漫漫，不過網上也有傳聞他們在自研芯片，正在奮力追趕。
展開 弱電人要學習的交換機網絡基礎知識
1、接入層交換機的選擇
接入層交換機主要下聯前端網絡高清攝像機，上聯匯聚交換機。以720P網絡攝像機4M碼流計算，一個百兆口接入交換機最大可以接入幾路720P網絡攝像機呢？
我們常用的交換機的實際帶寬是理論值的50%-70%，所以一個百兆口的實際帶寬在50M-70M。4M*12=48M，因此建議一臺百兆接入交換機最大接入12臺720P網絡攝像機。
同時考慮目前網絡監(jiān)控采用動態(tài)編碼方式，攝像機碼流峰值可能會超過4M帶寬，同時考慮帶寬冗余設計，因此一臺百兆接入交換機控制在8臺以內時最好的，超過8臺建議采用千兆口。
2、匯聚層交換機的選擇
匯聚層交換機主要下聯接入層交換機，上聯監(jiān)控中心核心交換機。一般情況下匯聚交換機需選擇帶千兆上傳口的二層交換機。
還是以720P網絡攝像機4M碼流計算，前端每臺接入層交換機上有6臺720P網絡攝像機，該匯聚交換機下聯5臺接入層交換機。該匯聚層交換機下總帶寬為4M*6*5=120M，因此匯聚交換機與核心交換機級聯口應選千兆口。
3、核心層交換機的選擇
核心層交換機主要下聯匯聚層交換機，上聯監(jiān)控中心視頻監(jiān)控平臺，存儲服務器，數字矩陣等設備，是整個高清網絡監(jiān)控系統(tǒng)的核心。在選擇核心交換機是必須考慮整個系統(tǒng)的帶寬容量及如何核心層交換機配置不當，必然導致視頻畫面無法流暢顯示。因此監(jiān)控中心需選擇全千兆口核心交換機。如點位較多，需劃分VLAN，還應選擇三層全千兆口核心交換機。
附：決定交換機性能的參數
背板帶寬：
背板帶寬計算方法：端口數*端口速度*2=背板帶寬，以華為S2700-26TP-SI為例，該款交換機有24個百兆口，兩個千兆上聯口。
背板帶寬=24*100*2/1000+2*1000*2/1000=8.8Gbps。
展開 核心交換機主要參數如何計算？如何選擇？
交換機應當能夠實現線速交換，即交換速率達到傳輸線上的數據傳輸速度，從而最大限度地消除交換瓶頸。對于三層核心交換機而言，若欲實現網絡的無阻塞傳輸，這個速率能≤標稱二層包轉發(fā)速率和速率能≤標稱三層包轉發(fā)速率，那么交換機在做第二層和第三層交換的時候可以做到線速。
那么公式如下
吞吐量（Mpps）=萬兆位端口數量×14.88 Mpps+千兆位端口數量×1.488 Mpps+百兆位端口數量×0.1488 Mpps。
算出的吞吐如果小于你交換機的吞吐量的話，那就可以做到線速。
這里面萬兆位端口與百兆端口如果有就算上去，沒有就可以不用算。
例如，
對于一臺擁有24個千兆位端口的交換機而言，其滿配置吞吐量應達到24×1.488 Mpps=35.71 Mpps，才能夠確保在所有端口均線速工作時，實現無阻塞的包交換。同樣，如果一臺交換機最多能夠提供176個千兆位端口，那么其吞吐量至少應當為 261.8 Mpps（176×1.488 Mpps=261.8 Mpps），才是真正的無阻塞結構設計。
那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?
包轉發(fā)線速的衡量標準是以單位時間內發(fā)送64byte的數據包(最小包)的個數作為計算基準的。對于千兆以太網來說，計算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps 說明：當以太網幀為64byte時，需考慮 8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。故一個線速的千兆以太網端口在轉發(fā)64byte包時的包轉 發(fā)率為1.488Mpps。快速以太網的統(tǒng)速端口包轉發(fā)率正好為千兆以太網的十分之一，為148.8kpps。
*對于萬兆以太網，一個線速端口的包轉發(fā)率為14.88Mpps。
*對于千兆以太網，一個線速端口的包轉發(fā)率為1.488Mpps。
展開 
銳捷網絡交換機的常用配置命令匯總
我發(fā)過華為與華三的交換機配置命令，大家可以查看歷史消息看看，今天再發(fā)一下銳捷交換機常用配置命令，以后項目中用得到，可以收藏一下。
三分鐘學會交換機之間不同的連接方法！
1，現在交換機之間連接是用交叉線，還是直通線？
這樣問的朋友，肯定是有網絡基礎的，因為同種設備比如交換機和交換機應該是用交叉線連接。交叉線就是一端是568A線序一端是568B線序的線序。
現在的交換機設備端口都支持MDI/MDIX自動翻轉及雙工速率自協商，所以不論直通線還是交叉網線，都可以連接交換機。因為我們現在默認自己做的網線都是兩頭都是568B線序直通線，所以這一點上就不需要再去區(qū)分了。
2，交換機上下行專用端口是什么？在哪里？
交換機是網絡數據的中轉設備，它連接的上聯設備和下聯設備的連接端口就叫上行端口和下行端口。一開始有嚴格意義的定義，現在來說交換機上哪個端口沒有那么嚴格區(qū)分了，就像以前交換機上有很多借口和端口，現在比如16路交換機，拿到手，直接16個口，沒有其他了。
高級一點貴一點的交換機才會有專門提供幾個上下行專用端口，通常專用上下行端口連接速度遠大于其他端口，比如高級一些的26口交換機，就是24個100兆端口加上2個1000兆端口組成，100兆用于連接電腦、路由器、網絡攝像機，1000兆端口用于連接交換機。
今天就來和大家了解交換機的三種連接方式，包括：級聯方式、堆疊方式、集群方式。
交換機級聯：用得最多的連接方式就是級聯。級聯又分為使用普通端口級聯和使用Uplink端口級聯。普通端口連接就用網線連接普通端口就行了。
Uplink端口級聯是在交換機上專門提供該接口，把該接口與另一臺交換機上的普通端口連接。需要注意一下，并不是兩個Uplink端口的相接。
交換機堆疊：該種連接方式是大中型網絡中常用的，但不是所有交換機都支持堆疊，堆疊有專門的堆疊端口，連接后可以視為一個整體交換機來管理使用，堆疊后的交換機帶寬是單一交換機端口速率的數十倍。
展開 弱電工程中交換機的分類及主要參數要求
對于千兆以太網來說，計算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 說明：當以太網幀為64byte時，需考慮8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。
故一個線速的千兆以太網端口在轉發(fā)64byte包時的包轉發(fā)率為1.488Mpps。
快速以太網的線速端口包轉發(fā)率正好為千兆以太網的十分之一，為148.8kpps。對于萬兆以太網，一個線速端口的包轉發(fā)率為14.88Mpps。
對于千兆以太網，一個線速端口的包轉發(fā)率為1.488Mpps。
對于快速以太網，一個線速端口的包轉發(fā)率為0.1488Mpps。
對于以太網，一個線速端口的包轉發(fā)率為0.01488Mpps。
6、包轉發(fā)率
包轉發(fā)率標志了交換機轉發(fā)數據包能力的大小。是指交換機每秒可以轉發(fā)多少個數據包（Mpps），即交換機能同時轉發(fā)的數據包的數量。包轉發(fā)率以數據包為單位體現了交換機的交換能力。計算方法=千兆端口數量× 1.488Mpps+百兆端口數量× 0.1488Mpps+其余類型端口數
24口百兆口，2個千兆口
2*1.488+24*0.1488≈6.6Mbps
7、線速交換
什么的線速交換：
線速交換，是指能夠按照網絡通信線上的數據傳輸速度實現無瓶頸的數據交換。其實現首先依ASIC芯片，通過專用硬件完成協議解析和數據包的轉發(fā)，而不是通過軟件方式依交換機的CPU完成。線速交換的實現還借助于分布式處理技術，交換機多個端口的數據流能夠同時進行處理。因此局域網交換機可以看做是CPU、RISC和 ASIC并用的并行處理設備。
展開 什么是交換機堆疊？為什么需要堆疊？
主、被、從交換機
堆疊系統(tǒng)中所有的單臺交換機都稱為成員交換機，按照功能不同，可以分為三種角色：
主交換機（Master）：主交換機負責管理整個堆疊。堆疊系統(tǒng)中只有一臺主交換機。
備交換機（Standby）：備交換機是主交換機的備份交換機。堆疊系統(tǒng)中只有一臺備交換機。當主交換機故障時，備交換機會接替原主交換機的所有業(yè)務。
從交換機（Slave）：從交換機用于業(yè)務轉發(fā)，堆疊系統(tǒng)中可以有多臺從交換機。從交換機數量越多，堆疊系統(tǒng)的轉發(fā)帶寬越大。
除主交換機和備交換機外，堆疊中其他所有的成員交換機都是從交換機。當備交換機不可用時，從交換機承擔備交換機的角色。
主交換機、備交換機和從交換機都可以進行業(yè)務流量的轉發(fā)。添加、移除或替換堆疊成員交換機，都可能導致堆疊成員角色的變化。
堆疊ID
堆疊ID用來標識堆疊成員交換機，是成員交換機的槽位號。每個堆疊成員交換機在堆疊系統(tǒng)中具有唯一的堆疊ID。
堆疊優(yōu)先級
堆疊優(yōu)先級是成員交換機的一個屬性，主要用于角色選舉過程中確定成員交換機的角色，優(yōu)先級值越大表示優(yōu)先級越高，優(yōu)先級越高當選為主交換機的可能性越大。
堆疊的建立過程
堆疊建立的過程包括以下四個階段：
根據網絡需求，選擇堆疊線纜、連接方式。不同產品支持的物理連接方式有差異。
對于S系列園區(qū)盒式交換機和CloudEngine數據中心盒式交換機，支持鏈形和環(huán)形兩種連接拓撲。
對于CloudEngine數據中心框式交換機，支持SIP口連接和業(yè)務口連接兩種方式。
選舉主交換機。
所有成員交換機上電后，堆疊系統(tǒng)開始進行主交換機的選舉。
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