成为交换机性能指标的端口种类与数量

发布时间： 2022-05-20 14:28:20

成为交换机性能指标的端口种类与数量，一台交换机的端口数目越多，不仅交换机能连接的硬件会增加，而且交换机的背板容量也会随之增大。因此在功能相同的产品系列中，端口数目越多的型号，价格也就越贵。

端口数目越多，非阻塞的背板容量也会随之变大。另外，由于外部连接的硬件数目也会增加，因此需要注意在选择交换机设备时查看设备的MAC地址数是否足够。

1 快速以太网(10/100)端口

在桌面式交换机和低端箱式交换机中有的只配备了该类端口，也有的为了用于连接下行链路配置了多个该类端口。快速以太网(10/100)端口使用RJ-45形状的接口，使用3类或5类以上的双绞线。由于目前Auto-MDIX功能已经成为主流交换机的标配，因此无需关注是直连线还是双绞线，但若是老式交换机，仍需注意双绞线的类型。因为传输线缆使用的是铜线，所以该类端口和千兆以太网端口都可以被称为铜端口(Copper port)，也可简称为铜口(Copper)。

2 千兆以太网端口(10/100/1000)端口

目前市场上销售的交换机，除了一部分桌面式交换机或低端箱式交换机外，还有一部分产品配备了RJ-45形状的千兆以太网接口。通过自适应功能，该端口同样可以连接10BASE-T(以太网)或10/100BASE-TX(快速以太网)。不过在连接千兆以太网时，需要使用增强型5类双绞线。

3 光纤专用端口(SFP/SFP+)

在箱式以上规格的交换机上会配备光纤专用端口，主要用于连接上行链路。这个端口也可以称作光电转换接口，名为槽(slot)的转换器插入口是一个物理接口，在这个接口插入可与交换机匹配的转换器即可。

在箱式交换机中为了连接千兆以太网的上行链路通常都会搭载SFP(mini-GBIC)转换器接口，不过较老的交换机型号也有搭载GBIC接口的情况。机框式交换机中一般会使用配备了多个千兆以太网SFP或GBIC接口的接口卡，也有使用配备了万兆以太网XENPAK、XFP或SFP+接口的接口卡，也就是说在一块接口卡中存在多个相同标准的转换器槽。

需要注意的是，即使是相同标准的转换器(如SFP)，也有可能会因为使用的光纤线缆类型或传输距离的不同，导致具体的端口产品有所差异(例如，端口是使用1000BASE-SX标准还是1000BASE-LX标准等)。

4 PoE端口

有的交换机还会配有PoE(Power over Ethernet)端口。该类端口使用以太网线缆连接IP电话设备或无线LAN接入点，并通过该线缆对设备进行供电。这个功能源自思科公司在2000年开发的面向IP电话供电的技术，也可称为线内电源(in-linepower)技术。

一般的家用电话通过RJ-11接口的电话线从电话交换机得到48V的直流供电，因而无需外接电源(无绳电话和FAX电话仍需要外接电源)。与此类似，为了使IP电话也无需外接电源就能够简单地接入网络，通过以太网线缆给IP电话提供48V直流电的技术便是PoE技术。

在开发PoE技术的同时，无线LAN标准化的工作也逐渐完成了，这就使得PoE同样可以为无线LAN的接入点进行供电。无线接入点在办公室的天花板、墙壁等处都可以设置，供电难度很高，但通过PoE技术，即使周边没有电源的接入点，通过一根以太网线缆也可以解决供电问题。

PoE技术作为IEEE 802.3af在2003年完成了标准化工作，从此该技术同样可以应用于网络照相机、POS终端、IC卡终端等连接以太网的硬件设备。

■PoE(IEEE 802.3af)与PoE+(IEEE 802.3at)

IEEE 802.3af如表1所示，定义了5个电能级别，可以根据电阻值判断用电设备属于哪个级别。交换机会计算用电设备所需的较大电能。

表1 IEEE802.3af电能级别

当交换机不支持电能级别中的可选级时，会使用默认级0级。可选级4在IEEE 802.3at中被重新定义，也可称为PoE+。

表2 比较PoE与PoE+

支持PoE功能的交换机一般都会在产品规格说明书中指明“每个端口较大支持××W，设备较大供电×W”等可供给的电能信息。在连接具体用电硬件时，需要参考此说明考虑交换机的实际负载能力。

5 上行链路端口数

接入交换机、汇聚交换机需要汇聚下行连接的所有主机流量，并将这些流量传输到上行的核心交换机或网关之中，而在这个网络拓扑中用于向核心交换机、网关传输流量的链路端口就叫做上行链路端口(反方向则叫做下行链路端口)。

上行链路端口原本用于集线器的级联。在箱式交换机中一般会配备2~4个千兆以太网或万兆以太网的上行链路端口。比如，一台拥有24个下行链路端口的快速以太网交换机，上行速率必须达到2.4Gbit/s才能进行非阻塞(即不发生等待延迟)的下行至上行的通信。

这样一来，交换机就需要配备3个以上千兆以太网端口或1个以上的万兆以太网端口才能达到预期的通信效果。但由于带有非阻塞功能的交换机硬件费用很高，从降低成本角度考虑，实际中也会使用仅有两个千兆以太网端口的交换机型号。

图1 箱式交换机的上行链路端口与下行链路端口示例(以Cisco Catalyst2960S-48TD-L为例)

6 下行链路端口数

下行链路所使用的端口几乎都是铜口，也就是RJ-45标准的以太网接口。在核心交换机或服务供应商的网络交换机中也有使用光纤接口作为下行链路的端口，但是一般这类交换机均采用机框式交换机(图1)。

图2 思科公司的48端口光纤接口(SFP)

模块卡WS-X6748-SFP(机框式交换机的接口模块卡)