什么是网络交换机？网络交换机的工作原理和类型、品牌介绍

当问到什么是网络交换机时，直接的答案是它是一种有线集线器设备，主要用于连接多个人和设备到指定的计算机网络。

在家庭、商业或工业计算机网络和连接方面，网络交换机的主要作用是通过一个多端口的入口/出口点对在线资源和设备进行物理连接。通过交换机连接到同一网络的用户随后可以获得访问权限，共享该网络上的部分或全部资源和设备。

通过网络交换机通常有线连接在一起的资源的例子可能包括：

• 通过路由器通常的网络链接
• 各种类型的外部存储和文件共享模块，如大容量硬盘或服务器阵列
• 各种主要硬件设备和外围设备-台式电脑、笔记本电脑、游戏机、智能电视、UPS电源、打印机等等

网络交换机通常被称为以太网交换机或局域网交换机（Local Area Network）。后一种名称反映了它们通常依靠有线连接来支持跨相对有限的物理空间进行网络活动，例如单个办公室。

如果你想更全面地了解以太网交换机的工作原理，那么了解可用的各种类型非常重要。在接下来的章节中，我们将更深入地介绍这一点，但现在，我们将专注于这个问题的基本答案，“互联网交换机有什么作用”？

部署在计算机网络中的交换机为众多的个人设备和资源提供了单点有线连接。然后，数据、在线连接等等可以在该网络上的某些或所有用户之间共享，有些型号允许通过一个板载软件界面来管理和控制这些连接。

简单来说，网络交换机可以被视为一个大型USB集线器，但它是专门用来接受以太网或RJ45电缆的集线器，可以实现多设备共享单个有线互联网/数据连接。

标准互联网路由器可能至少包括一个内置的以太网端口，但对于中端型号，可能不会超过两个或三个。为了提供更强大的连接解决方案，允许您连接多个设备和资源，从而创建更复杂的局域网（LAN），您需要添加一个网络交换机。

网络交换机通常直接连接到路由器或服务器上，并且它们的关键物理特征是提供更多端口来插入额外的以太网电缆。选择要购买的局域网交换机的类型和型号的主要因素将是您希望通过它连接的网络的大小和范围所产生的需求。

因此，网络交换机提供的以太网端口数量可以从三个到50个甚至更多不等。在需要高度工业级网络交换机的情况下，甚至可以找到提供100个或更多端口的版本，尽管这些版本相对少见。

有许多不同类型的网络交换机可供选择，每种类型适合不同的应用场景。各种类型的网络交换机包括：

可堆叠网络交换机

可堆叠交换机可以作为完全独立的集线器使用，也可以与多个其他可堆叠交换机组合在一起，以提供更大范围的连接选项。当组合在一起时，可堆叠版本通常被设计作为单个大型复杂交换机执行和响应，只是端口总数与连接在一起的多个单元相同。

非管理型网络交换机

这通常是基本的类型，实际上是一种简便的方式来扩展您的以太网端口。非管理型交换机通常不需要用户进行任何更多的输入，只需要通过以太网电缆连接设备即可，因此通常被称为“即插即用”或简单的局域网交换机。这些交换机通常用于小型办公室或商业环境，精确的网络控制并不那么重要。

管理型网络交换机

这些交换机用于更高级的控制和高级功能。管理型网络交换机提供了一个内置的仪表板或类似界面，通常通过连接的Web浏览器显示。这为管理员级用户提供了一套工具，用于监视和调整网络配置的各个方面，以及流经网络的流量。

根据所讨论的型号，网络交换机的选项可能包括访问权限、端口镜像、冗余、数据传输速率（端口速度）、设备优先级等等。管理型网络交换机可以设计为完全手动切换或智能切换。前者通常是通用的，并且非常适合复杂的网络需求（服务器和企业级设置），而智能交换机通常更加人性化，但提供的配置选项较少。

PoE网络交换机

无论您选择管理型还是非管理型的网络集线器，您还可以选择支持PoE（以太网供电 ）的交换机。

这些型号可以通过连接的RJ45电缆向兼容设备传输电力，而不仅仅是数据。如果您的网络包括多个支持PoE的设备，选择具备此功能的交换机可以实现更整洁、更灵活的解决方案，显著减少多余的布线（尤其是到墙插座的布线），并提升整体局域网的可扩展性和可靠性。

请注意，并非所有硬件本质上都与PoE兼容 - 您需要检查您希望连接的每个设备的规格。

在比较网络交换机和路由器时，许多人经常将这两种紧密相关的硬件混淆。然而，在实际应用中，一旦您理解了交换机的作用，交换机和路由器之间的基本区别就非常明显了。正如我们已经介绍过的，交换机允许同一网络上的多个设备相互通信。

而路由器则允许多个不同的网络相互通信。例如，这就是家庭ISP供应的Wi-Fi路由器所扮演的角色 - 它与外部网络通信，将互联网连接从外部传输到房屋内。网络交换机无法执行此功能。相反，它的存在是为了在路由器带来的网络上提供更大的灵活性和可扩展性。

路由器、交换机和集线器之间的混淆通常是因为某些硬件模型可以提供这三种设备类型中的一些功能，常见的是多个内置以太网端口。然而，值得注意的是，即使将路由器、集线器和网络交换机的某些功能合并到单个设备中，每个设备的功能和角色在技术上仍然是不同的。

当尝试为特定的网络需求选择更好以太网交换机时，大多数供应商和制造商倾向于根据三个或更多的一般速度类别列出其产品。这些类别包括：

• 快速以太网交换机（FS）-10/100 Mbps（标准IEEE 802.3u）
• 千兆网络交换机（GS或JGS）-10/100/1000 Mbps（标准IEEE 802.3-2008）
• 万兆网络交换机（GSS）-10/100/1000/10000 Mbps（标准IEEE 802.3a）

您还可能看到其他以太网速度和标准的说明，如2.5 Gbps、5 Gbps、25 Gbps、40 Gbps、50 Gbps或100 Gbps。这些通常是为更专业的应用而开发的。

值得注意的是，适合家庭使用的网络交换机不一定适用于小型企业、工业或企业用途。

实际上，每个应用都有不同的需求要考虑，主要取决于您需要创建稳定和性能强劲的网络所需的规模和连接速度。虽然速度始终是一个重要考虑因素，但另一个关键规格是特定交换机提供的端口数量。

更多的端口意味着网络的灵活性更强，但是网络能够同时传输的流量（也就是网络可以轻松支持的连接设备和用户数量）将受到各种因素的限制，包括互联网连接的带宽。

在决定特定设置需要多少网络交换机端口以获得更佳便利性和性能时，建议考虑以下因素：

• 要连接多少有线设备，考虑潜在的未来设备购买需求。
• 您愿意在网络交换机上花费多少钱。
• 您是否更喜欢使用管理型交换机或非管理型交换机。
• 您是否需要或将来可能会使用高级PoE型号。
• 您当前的路由器和/或互联网连接能够舒适支持多大带宽，并且您是否可能需要升级。

家庭网络通常选择包括四口、五口或八口网络交换机等小型到中型交换机。而复杂的企业或服务器网络可能需要64口PoE交换机等功能更强大的硬件。

网络交换机安全吗？

某些型号的交换机可以提供更好的网络访问控制和可见性。管理型交换机通常比非管理型交换机更安全，因为后者通常具有“开放”端口，这意味着任何可物理访问交换机的人理论上都可以连接任何具备以太网功能的硬件，并立即通过该设备接入网络。管理型交换机通常包含防止此类情况发生的选项。

网络交换机支持即插即用吗？

简单的非管理型局域网交换机往往支持即插即用，并且加入或断开连接都很简单。这在安全性不是关键因素的环境（如家庭环境）中可能是有优势的。如果需要更精细的控制，虽然配置和加入网络时会更复杂，请选择管理型或智能型交换机。

您可以连接网络交换机吗？

如果所使用的交换机被指定为“可堆叠”的话，那么它们通常在连接时会作为单个交换机运行，只是阵列中所有交换机的端口总数相同。

网络交换机是否会感染病毒？

在某些情况下，这个问题的回答是“技术上说是”，但更有用的回答是“通常不会”，因为它涉及到所讨论的交换机正在使用的固件类型、以及以何种方式使用和更新。

就像路由器一样，在安全方面，将交换机视为简单的桥接附件比将其视为易受病毒感染的设备更有帮助。在这个意义上，即使病毒没有特别针对交换机，它们也可以通过网络传输到更容易受攻击的设备上——例如，如果感染的文件被共享并被其他用户打开。需要注意的是，硬件病毒通常无法在没有任何个人用户代理的情况下直接通过交换机或路由器传输到其他连接设备上。几乎总是需要某种手动的终端用户操作，例如运行受损的程序，才能感染特定设备。

网络交换机的寿命有多长？

以前，交换机和相似的网络设备的寿命通常被认为平均在五年左右。现在，改进的硬件实现、更先进的工程、更低的功耗和降低的热量生成都可以意味着交换机的使用寿命可能比以前长得多。虽然这个问题没有明确的答案，但在网络交换机完全失效之前，你可能会看到性能明显下降，如果它确实失效的话。

网络交换机可以无线吗？

无线网络交换机的确存在，但它们不常用。与有线版本相比，无线接入点往往涉及一定的吞吐量和带宽方面的妥协，特别是在多台设备和用户同时连接时。虽然有例外，但其他实际考虑因素使有线交换机在大多数场景中是更好的选择。

网络交换机是否会过载？

是的，有几个不同的原因会导致网络交换机过载：带宽不足、同时连接太多用户或设备、所谓的“广播风暴”（基本上是意外的请求过载）、过时的硬件或者ISP限速等等。

管理型交换机可以更容易地进行故障排除，但如果问题仍然持续存在，可能是时候升级到更能满足网络需求的网络交换机了。