一看就懂！網路架構基礎教學，小白也能輕鬆理解的網路架設基礎

不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測

網路交換機將網路中的裝置相互連線，使它們能夠透過交換資料包進行交談。交換機可以是管理實體網路的硬體裝置，或是以軟體形式的虛擬裝置。

網路交換機在開放系統互連（OSI，Open Systems Interconnection）模型的資料鏈路層或第 2 層上執行。在使用乙太網的區域網（LAN）中，網路交換機透過檢視媒體訪問控制（MAC，Media Access Control) 位址來確定向何處傳送每個傳入訊息幀。交換機維護將每個 MAC 位址與接收 MAC 位址的埠相匹配的表。

為什麼網路交換機很有價值？

交換機負責在不同端點之間中繼資訊，並提供大量好處：

交換機構成了現代資料網路中的大多數網路裝置，並在電信提供商網路中攜帶大量流量。

他們提供全雙工（Full-duplex）通訊，連線網路段，提高網路效能，並有效利用可用頻寬。

交換機提供與桌上型電腦、無線接入點（AP，Access Points）、印表機、工業機械和一些物聯網（IoT）裝置的有線連線，如門卡進入系統。

它們連線資料中心中託管虛擬機器（VM，Virtual Machine) 的電腦，以及實體伺服器和大部分儲存基礎設施。

大多數現代交換機採用乙太網供電技術，可以提供高達 100 瓦的電力來支援網路裝置的連線。這使企業能夠設定戶外照明、安全攝影機、IP 語音和電話、各種感測器等裝置，用於在不需要單獨電源的地方監控偏遠地區。

來自物聯網裝置的資料，可以透過網路交換機收集，並被人工智慧和機器學習演算法用於最佳化更智慧的環境。

網路交換機是如何工作的？

所有交換機都從一個位置傳輸資料到另一個位置，但它們的硬體和軟體配置可能差異很大。網路交換機可以透過以下方式佈署：

邊緣，或造存取，各式交換機。這些交換機管理進出網路的流量。電腦和 AP 等裝置連線到邊緣交換機。

聚合或分發交換機。這些交換機被放置在網路拓撲的可選中間層中。邊緣交換機連線到這些，並將流量從交換機傳送到交換機，或傳送到核心交換機。

核心交換機。這些網路交換機構成了網路的骨幹。核心交換機將聚合或邊緣交換機、使用者或邊緣網路裝置，連線到資料中心網路，將企業區域網連線到路由器。

如果資料幀被轉發到交換機基礎設施不熟悉的 MAC 地址，則資料幀將被淹沒到交換域中的所有埠。多播和廣播的資料幀也被淹沒了。這被稱為廣播、未知單播和多播洪水。此功能使 OSI 通訊模型中的第 2 層裝置切換。

許多資料中心採用主幹枝葉式架構，這消除了聚合層。在這個設計中，伺服器和儲存連線到葉子交換機（邊緣交換機）。每個葉子開關連線到兩個或多個主幹（核心）交換機。這減少了從源到目的地的資料跳數（the number of hops data），從而減少了延遲。

一些資料中心建立了一個結構或網狀網路設計，使每個裝置看起來都位於一個單一的大交換機上。這種方法將延遲降至最低。使用高效能運算（HPC）的高要求應用，通常使用這種方法。

對於小型企業和家庭網路，網路交換機為連線到千兆位乙太網提供了額外的乙太網埠的好處。

然而，並非所有網路都使用交換機。網路可以組織在令牌環中（token ring，又稱權杖環或權標環），也可以透過匯流排（BUS）、集線器（HUB）或中繼器(Repeater)連線。在這些網路中，每個網路連線的裝置都會看到所有流量，並讀取傳送給它的流量。也可以透過直接將電腦相互連線來建立網路，而無需單獨的網路裝置層。這種方法主要適用於 HPC，它需要 5 微秒以下的延遲，並且設計、連線和管理相當複雜。

什麼是交換機的類型？

網路中有幾種類型的交換機：

虛擬交換機是在虛擬機器託管環境中例項化的僅軟體交換機。
路由交換機連線區域網。除了進行基於 MAC 的第 2 層交換外，它們還在 OSI 第 3 層（網路層）執行路由功能，根據每個資料包中的 IP 位址引導流量。
託管交換機允許使用者調整交換機上的每個埠。這實現了監控和配置更改。
非託管交換機使乙太網裝置能夠使用自動協商自動傳遞資料，自動協商決定資料速率等參數。配置是固定的，無法編輯。
智慧交換機可以配置為對資料傳輸進行更多控制，但與託管交換機相比，它們有更多的限制。智慧交換機也被稱為部分管理交換機。
可堆疊交換機是固定交換機，可以透過背板電纜介面相互連線，從兩個或多個實體交換機形成單個邏輯交換機。
模組化交換機是用於模組化或基於底盤的交換機的交換機卡，可以插入一個相當大的固定外形底盤中，可以容納兩個或多個卡。由於交換機介面可以根據需要進行更改，因此這種交換機具有最大的靈活性和升級性。