见微知著：交换机市场稳健增长

2022年，全球交换机市场规模达3080亿元，同比增长17.0%。预计未来五年将保持稳健增长态势，2027年市场规模可达3770亿元，2022-2027年CAGR约为4.6%。稳步增长的背后，是网络数字化、云计算和大数据等新兴技术对交换机需求的持续推动。IDC数据，2022年，全球交换机市场规模为3080亿元，同比增长17.0%。预计2023年可达3220亿元，2027年可达3770亿元，预测2022-2027年CAGR约为4.6%。

- 2022年，中国交换机市场规模达591亿元，同比增长9.5%，占全球市场份额19.2%。

- 预计2023年，市场规模将达645亿元，持续增长。

- 至2027年，有望达到878亿元，占全球市场份额23.3%，稳步扩大。

- 中国交换机市场潜力巨大，未来五年将保持稳健增长势头。年中国交换机市场规模为591亿元，同比增长9.5%，占全球交换机市场规模的19.2%；预计2023年可达645亿元；据测算，2027年中国交换机市场规模为878亿元，占全球交换机市场规模的23.3%。

交换机作为网络的核心枢纽，负责数据包转发和交换，在现代网络中扮演着至关重要的作用。交换机制、技术原理、性能指标等方面进行深入剖析，并结合实际应用场景，全面解读交换机的产业链格局，为读者提供全面的交换机知识。“交换机：算力基座迎来新机遇（2023）”，重点分析交换机定义及分类、交换机构成、交换机的技术原理及性能指标、交换机应用场景、交换机产业链。

一、交换机定义及分类

交换机作为一种用于电（光）信号转发的网络设备，在通信系统中发挥着重要作用。它以太网交换机最常见，能够为接入其的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。此外，电话语音交换机和光纤交换机也是常见的类型。

交换机的优势在于，它可以通过划分 VLAN 来实现网络的逻辑隔离，提高安全性；同时，它还能够智能识别并转发数据包，优化网络性能。

无论是在企业网络还是家庭网络中，交换机都起着不可或缺的作用。它可以为多个设备提供高速有线网络连接，并确保网络运行的稳定和高效。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。从广义上来分析，在通信系统里对于信息交换功能实现的设备，就是交换机。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：高效优化网络通讯

交换机，也称以太网交换机或二层交换机，工作在数据链路层，负责在网络设备之间传输信息。它通过智能切换，将数据直接发送到目标设备，无需像集线器那样广播至所有设备。

交换机的优势在于：

- 高性能： 减少网络拥塞，提高数据传输速度和效率。

- 低延迟： 直接将数据发送到目标设备，减少数据传输延迟。

- 高安全性： 每个网络端口相互隔离，防止广播风暴和网络攻击。

- 可扩展性： 可轻松扩展网络，增加更多设备连接。交换是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。

交换机定义及分类

1、按照OSI划分：

⮚ 二层交换机：基于MAC地址工作的第二层交换机最为普遍，用于网络接入层和汇聚层。

- 三层交换机：更智能的网络选择

- 采用P地址和协议进行交换，实现更精细的数据包转发和路由。

- 应用于网络的核心层，确保数据在网络中的高速、可靠传输。

- 部分三层交换机还支持第四层交换功能，能够根据数据帧的协议端口信息进行目标端口判断，增强网络的灵活性。 三层交换机：基于P地址和协议进行交换的第三层交换机应用于网络的核心层，也少量应用于汇聚层。部分第三层交换机也同时具有第四层交换功能，可以根据数据帧的协议端口信息进行目标端口判断。

四层交换机：智能高效的网络解决方案

四层交换机是一种先进的网络交换设备，能够根据传输数据的第四层信息（如TCP/UDP端口号）进行转发决策，实现更加智能高效的数据传输。

与传统交换机相比，四层交换机具有以下优势：

- 更智能的转发决策：四层交换机能够根据数据包中的应用层信息进行转发决策，从而优化网络流量，提高应用性能。

- 更灵活的流量管理：四层交换机支持多种流量管理策略，如负载均衡、优先级排队和访问控制，可以根据实际需要灵活调整网络流量，确保关键应用的稳定运行。

- 更安全的网络环境：四层交换机支持多种安全特性，如防火墙、入侵检测和防病毒，可以有效保护网络免受攻击。

四层交换机广泛应用于企业网络、数据中心和云计算环境中，是构建高性能、可靠且安全的网络环境的理想之选。 四层交换机：它是一种功能，它决定传输不仅仅依据MAC地址（第二层网桥）或源/目标P地址（第三层路由)，而且依据TCP/UDP(第四层)应用端口号。第四层交换功能就象是虚IP,指向物理服务器。它所传输的业务服从各种各样的协议，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他协议。这些业务在物理服务器基础上，需要复杂的载量平衡算法。

⮚ 四层以上交换机：第四层以上的交换机称之为应用型交换机，主要用于互联网数据中心。

2、按照网络层次划分：

接入层交换机：

- 固定配置，端口密度大，接入能力强。

- 以 10/100M 端口为主，支持 1000Mbps 上联端口。

- 主要用于网络边缘设备的连接和数据交换。 接入层交换机：一般是固定配置的交换机，端口密度较大，具有较高的接入能力，以10/100M端口为主，以固定端口或扩展槽方式提供1000Mbps的上联端口。

核心层交换机：采用机箱式模块化设计，可承载管理模块、光端口模块、高速电口模块和电源。具备高背板容量，可满足大规模网络环境的数据交换需求，确保网络运行的稳定性和可靠性。 核心层交换机：一般采用机箱式模块化设计，机箱中可承载管理模块、光端口模块、高速电口模块、电源等，具有很高的背板容量；

汇聚层交换机具备较高的接入能力和带宽，分为机箱式模块化交换机和固定配置交换机两大类。机箱式模块化交换机支持灵活扩展和热插拔，具有更高的端口密度和更强的扩展性。固定配置交换机具有成本低、功耗低、体积小等优点，适用于中小型网络环境。 汇聚层交换机：可以是机箱式模块化交换机，也可以是固定配置的交换机，具有较高的接入能力和带宽，一般会包含光端口、高速电口等端口；

3、按照应用区域划分：

广域网交换机，部署于电信领域，是通信系统中完成信息交换的核心设备。

多端口设计，每个端口均具备桥接功能，可连接局域网或高性能服务器/工作站。

主要用于构建电信网络基础平台，提供稳定高效的通信服务。 广域的交换机：是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台；

⮚ 局域网交换机：应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。

交换机构成

交换机硬件结构：

- 机壳：保护内部元器件，某些交换机采用金属机壳，防磁干扰。

- 电源：外置或内置，提供灵活电源配置。

- 风扇：散热，保证内部温度正常，保障长期稳定运行。

- 背板：框式交换机中连接管理引擎、交换模块、线卡的PCB板。机壳是交换机的外壳，用于保护内部电子元器件，某些交换机采用金属机壳，可防止磁场对交换机的干扰。风扇用于对交换机散热，保证交换机内部温度处于正常区间，保障交换机长期稳定运行。电源包含外置电源、内置电源两种方式，外置电源可提供灵活电源配置。框式交换机中的背板是用于连接管理引擎、交换模块、线卡等部分的一块PCB板。

管理引擎上有配置口，属于串行接口，可通过串口线缆和计算机连接，用于对交换机的管理及配置操作。

系统控制器：负责控制电源和风扇。

线卡，又称网络接口卡，是安装在计算机或路由器等网络设备中的扩展卡，主要用于配置以太网接口。通过线卡上的以太网接口，计算机或其他硬件设备可以连接到以太网，实现数据传输。

线卡提供多种以太网接口类型，包括千兆以太网（GbE）、万兆以太网（10GbE）和百兆以太网（100MbE）。根据网络的需求，用户可以选择合适的线卡类型。

线卡广泛应用于各种网络环境，包括企业网络、数据中心和广域网等。通过使用线卡，用户可以轻松地将计算机或其他硬件设备连接到网络，实现数据传输和共享。可用于配置以太网接口，通过以太网接口与计算机或其他硬件设备连接，用于数据传输。

交换模块：负责不同接口之间的数据转发和交换，交换单元采用高性能ASIC芯片。

二、交换机交换架构

业界主流的三大核心交换机架构：

Full-MESH架构：全互联结构，每个交换机之间都有链路连接，具有高可靠性和低延迟的特点，但成本高昂。

CROSSBAR架构：采用多级交换结构，将交换机分为多个级别，通过多级交换网络进行通信，具有高性能和低成本的优点，但扩展性有限。

CLOS架构：采用分级网络结构，通过多级交换网络进行通信，具有高性能、高扩展性和低成本的优点，是目前主流的高端核心交换机架构。Full-MESH架构；CROSSBAR架构；CLOS架构。目前主流的高端核心交换机大部分采用CLOS架构。

基于CLOS架构的交换网板设计

三种交换网板设计：

1. 非正交结构/平行结构：

- 线卡与交换模板平行，通过背板上走线连接。

- 华为的交换机采用非正交设计。/平行结构：线卡与交换模板平行，二者通过在背板上走线连接。华为的交换机使用非正交设计。

缺点：

1. PCB背板走线带来信号干扰；

2. 背板设计限制宽带升级；

3. 散热难度大。

正交结构：

1. 线卡和交换模块垂直，通过背板直接连接；

2. 减少信号干扰；

3. 提高宽带升级灵活性；

4. 简化散热设计。PCB背板走线带来信号干扰、背板设计限制宽带升级、散热难度大。②正交结构：线卡和交换模块垂直，通过背板直接连接，

优化后的内容：

该设计使背板走线带来的信号衰减大幅减少，但限制了带宽升级。思科使用正交结构，线卡和交换模块垂直连接，解除背板对宽带升级的限制，易于散热。③无背板架构：线卡和交换模块垂直连接，解除了背板对宽带升级的限制，容易散热。

交换模块采用背板构建数据传输路径，将数据从线卡A传输到线卡B。交换芯片负责识别MAC地址，并将MAC地址与对应的线卡端口匹配，从而将数据转发到正确目的地。此机制有效提高了网络的通信效率和可靠性。线卡A到线卡B的数据传输路径为：线卡A→背板→交换模块→交换芯片→背板→线卡B。交换模块通过内部芯片，识别MAC地址，并将MAC地址和对应的线卡端口对应，从而将数据转发至目的端口。

三、交换机的技术原理

交换机：高速网络传输的利器

交换机是一种智能化网络设备，可同时处理多个端口之间的数据传输，每个端口都相当于一个独立的物理网段，连接其上的网络设备独自享有全部带宽，不与其他设备竞争使用。

交换机的工作原理是基于MAC地址识别，当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，这两个传输都享有网络的全部带宽，都有自己的虚拟连接。

交换机的使用显著提升了网络性能。以 10Mbps 的以太网交换机为例，其总流通量可达 2×10Mbps=20Mbps，而使用 10Mbps 的共享式 HUB 时，一个 HUB 的总流通量不会超过 10Mbps。

交换机广泛应用于各种网络环境中，如企业网络、数据中心、校园网络等。其主要优势包括：

- 高速数据传输：交换机可同时处理多个端口之间的传输，每个端口独立享有全部带宽，避免了共享式 HUB 带宽竞争的问题。

- 低延迟：交换机的 MAC 地址识别和数据帧转发速度极快，可显著降低网络延迟，提高网络响应速度。

- 可靠性和安全性：交换机采用全双工通信方式，可同时发送和接收数据，提高了网络可靠性。同时，交换机可隔离不同网络设备之间的通信，提高了网络安全性。

综上所述，交换机凭借其高速数据传输、低延迟、可靠性和安全性等优势，成为了现代网络环境中不可或缺的重要设备。每一端口都可视为独立的物理网段（注：非IP网段），连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。总之，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据帧功能的网络设备。

- 交换机工作于 OSI 模型的第 2 层，即数据链路层，用于划分数据链路层广播（冲突域）。

- 交换机内部 CPU 将每个端口连接的 MAC 地址形成一张 MAC 表，发往该 MAC 地址的数据包仅送往对应端口，提高网络效率。

- 与网桥相比，交换机具有更高的性能和更强的处理能力，使用 MAC 地址进行转发，减少网络拥塞并优化数据传输。

- 交换机不能划分网络层广播（广播域），广播报文会发送到所有端口，使用子网掩码或 VLAN 技术可以实现广播域的划分。OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。

交换机通过内部交换矩阵实现数据包的高速转发，每个端口都可以同时收发数据，避免了冲突域的问题。

当交换机收到数据包时，通过查找MAC地址对照表，确定目的MAC地址所对应的端口。如果目的MAC地址不存在，则广播到所有端口，并学习新的MAC地址。

交换机还可以根据IP地址对照表，只允许必要的网络流量通过，有效地减少了冲突域，提高了网络性能。交换机的所有的端口都挂接在背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域。

四、交换机、集线器和路由器的区别

集线器是一种网络连接设备，它将多台设备连接到一个网络中。集线器的工作原理是，它将收到的数据包广播到连接的所有设备。因此，集线器连接的设备都可以接收到所有传输的数据包，无论这些数据包是发送给它们的还是发送给其他设备的。这可能会导致网络拥塞和安全问题。能接收到，如右图，当主机A发送数据包给主机C时，主机B和D都能接收到数据；

路由器是连接两个或多个网络的设备，具有唯一的网络地址。在上述右图中，路由器1和路由器2分别连接着交换机A和交换机B及其主机，并将它们组织成各自的网络。路由器允许不同网络之间的数据交换，使设备能够彼此通信。由器1和路由器2，和交换机A和交换机B以及主机在各自网络内部交换数据。路由器可以使得不同网络之间实现数据传输。

五、交换机性能指标

六、交换机应用场景

交换机分类：

- 商用交换机：

- 企业网交换机（SMB交换机）：适用于小型企业和分支机构

- 园区交换机：适用于校园、商用建筑和其他大型场所

- 数据中心交换机：适用于高性能数据中心环境

- 工业交换机：

- 适用于恶劣环境和工业应用商用交换机和工业交换机。商用交换机按照应用场景分类：企业网交换机（SMB交换机）、园区交换机、数据中心交换机。

七、数据中心交换机——传统三层结构

数据中心网络架构：三层拓扑概述

1. 传统三层网络架构：

- 核心交换层：负责连接数据中心与外部运营商。

- 汇聚层：负责聚合来自接入层的数据。

- 接入层：负责连接终端设备。

2. 优势：

- 架构简单，易于管理。

- 可靠性高，提供冗余。

- 扩展性强，可满足不断增长的业务需求。包括数据中心与外部运营商互联的核心交换层，接入层，以及将连接两者实现数据聚合的汇聚层。，现今的数据中心网络主要分为三层拓扑结构。

⮚ 接入交换机物理连接服务器；

汇聚交换机连接同一个二层网络（VLAN）下的接入交换机，提供防火墙、SSL 卸载、入侵检测、网络分析等服务。它可以是二层交换机或三层交换机，是网络的核心设备之一。 汇聚交换机连接同一个二层网络（VLAN）下的接入交换机，同时提供其他的服务，例如防火墙，SSL offload，入侵检测，网络分析等， 它可以是二层交换机也可以是三层交换机；

核心交换机：高速转发，弹性三层网络

核心交换机提供进出数据中心的高速包转发，连接多个二层局域网（VLAN），并为整个网络提供弹性可靠的三层网络架构。 核心交换机为进出数据中心的包提供高速的转发，为多个二层局域网（VLAN）提供连接性，核心交换机为通常为整个网络提供一个弹性的三层网络。

传统三次网络架构弊端

带宽浪费：STP阻塞上行链路

- 汇聚层和接入层间通常运行STP协议防止环路，导致接入交换机上联链路中实际承载流量的只有一条，其他上行链路被阻塞。

- 造成带宽浪费，如图中虚线所示。为了防止环路，汇聚层和接入层之间通常会运行STP协议，使得接入交换机的上联链路中实际承载流量的只有一条，而其他上行链路将被阻塞（如图中虚线所示），造成了带宽的浪费；

优化后：

STP协议容易出现故障，原因在于其算法局限。当网络拓扑变更时，STP需要重新收敛，这可能导致网络中断或性能下降，对VLAN网络造成较大影响。STP协议由于其本身的算法，在网络拓扑发生变更时需要重新收敛，容易发生故障，从而影响整个VLAN的网络；

难以适应超大规模网络

在云计算领域，网络规模急速扩展，数据中心遍布全球各地。虚拟机应能创建、迁移至任何地点，同时保持其网络属性（IP、网关等）不变，需要大二层网络支持。然而，传统网络架构无法跨越 VLAN 间进行迁移。在云计算领域，网络规模扩大，数据中心也分布在不同的地理位置，虚拟机要求能在任意地点创建，迁移，而保持其网络属性（IP, 网关等）保持不变，需要支持大二层网络，在上图的拓扑中，无法在VLAN10和VLAN20之间作上述迁移；

传统网络架构局限：

东西向流量激增，导致汇聚和核心交换机压力增大，网络性能受限。

解决方案的成本高昂：

需要性能最佳、端口密度最大的汇聚层核心层设备，小企业难以承担。

网络规划难题：

必须在建设网络时预先规划好网络规模，难以满足不断变化的需求。

资源浪费与扩容困难：

网络规模小时，资源浪费；网络规模扩大时，扩容困难。

成本与可扩展性两难：

企业面临成本和可扩展性的两难选择。网络规模和性能也就限制在了汇聚层和核心层。要支持大规模的网络，就必须有性能最好，端口密度最大的汇聚层核心层设备，这样的设备成本高，不是所有企业都买得起，且必须在建设网络时就预先规划好网络规模，在网络规模小时，会造成资源的浪费，在网络规模继续扩大时，扩容也比较困难，因而让企事业单位陷入了成本和可扩展性的两难选择之中。

八、数据中心交换机——叶脊结构

叶脊结构（分布式核心网络）架构：

- Spine-Leaf 网络架构，又称分布式核心网络，借鉴交换机内部的 Switch Fabric，亦称 Fabric 网络架构，属于 CLOS 网络模型。

- 事实证明，Spine-Leaf 网络架构可提供高带宽、低延迟、非阻塞的服务器到服务器连接。

- 优势：

- 扩展性强：可轻松扩展以满足不断增长的网络需求。

- 冗余性高：多条路径之间提供冗余，确保网络可靠性。

- 灵活部署：可在不同规模和拓扑的网络中部署。

- 应用场景：

- 数据中心

- 云计算

- 企业网络Spine-Leaf 网络架构，也称为分布式核心网络，由于这种网络架构来源于交换机内部的 Switch Fabric，因此也被称为Fabric 网络架构，同属于 CLOS 网络模型。事实已经证明，Spine-Leaf 网络架构可以提供高带宽、低延迟、非阻塞的服务器到服务器连接。

数据中心网络拓扑结构由Spine和Leaf这两个交换层组成

Leaf层：汇聚交换的枢纽

Leaf层，由访问交换机组成，负责汇聚来自服务器的数据流，并直接连接到Spine或网络核心。作为网络中的关键节点，Leaf层在数据中心中发挥着举足轻重的作用，确保服务器间的顺畅通信和数据的快速传输。 Leaf层由访问交换机组成，汇聚来自服务器的流量，并直接连接到Spine或网络核心。

Spine交换机是网络架构的核心，负责连接所有Leaf交换机，形成全网格拓扑结构。这种架构具有高可靠性和可扩展性，即使单个交换机发生故障，网络也不会中断。

Spine交换机采用模块化设计，可根据网络规模灵活扩展，满足不同规模网络的需求。Spine交换机通常配备高性能CPU和内存，以满足高吞吐量和低延迟的要求。此外，Spine交换机还支持丰富的接口类型，包括光纤、铜缆和无线，可满足不同设备的连接需求。

Spine交换机是高性能网络的关键设备，可满足大规模数据中心、云计算和企业网络的需求。 Spine交换机在全网格拓扑中互连所有Leaf交换机。上图中，绿色节点代表交换机，

灰色节点代表服务器。在绿色节点中，最上面的是Spine节点，下面是Leaf节点。

Spine-Leaf架构更适合满足现代应用程序的需求

扁平化设计优化服务器通信，降低延迟，大幅提升应用程序和服务性能。扁平化设计缩短服务器通信路径，优化数据传输效率，显著提升应用程序和服务响应速度，为用户提供更流畅顺畅的使用体验。 扁平化：扁平化设计缩短服务器之间的通信路径，从而降低延迟，可以显著提高应用程序和服务性能。

Spine-Leaf 架构的可扩展性体现在两个方面：

- 横向扩展： Spine 节点数目的增加，可提升骨干带宽和路径负载均衡能力。

- 纵向扩展： Leaf 节点数目的增加，可提供更多接入连接。 易扩展：如果 Spine 交换机的带宽不足，我们只需要增加 Spine 节点数，也可以提供路径上的负载均衡；如果接入连接不足，则只需增加 Leaf 节点数。

数据中心网络拓扑结构优化：叶脊结构的优势

叶脊结构在数据中心网络拓扑结构中具有以下优势：

1. 低收敛比： 容易实现 1:X 甚至是无阻塞的 1:1 的收敛比，增加 Spine 和 Leaf 设备间的链路带宽也可以降低链路收敛比。

2. 简化管理： 无环路环境中使用全网格中的每个链路并进行负载平衡，等价多路径设计，使用 SDN 等集中式网络管理平台时处于最佳状态。 低收敛比：容易实现 1:X 甚至是无阻塞的 1:1 的收敛比，而且通过增加 Spine 和 Leaf 设备间的链路带宽也可以降低链路收敛比。简化管理：叶脊结构可以在无环路环境中使用全网格中的每个链路并进行负载平衡，这种等价多路径设计，在使用 SDN 等集中式网络管理平台时处于最佳状态。

边缘流量处理的敏捷解决方案

物联网（IoT）等业务的兴起导致接入层压力激增，数千个传感器和设备在网络边缘连接并产生大量流量。为此，我们提供以下解决方案：

* Leaf 节点处理连接： 将连接处理卸载到接入层，减轻网络核心设备的负担。

* Spine 节点提供无阻塞性能： 节点内任意两个端口之间延迟极低，无阻塞，确保数据快速可靠地传输。

* 敏捷服务从接入到云平台： 实现从边缘到云的无缝连接，提供敏捷、高效的服务。

借助我们的解决方案，您可以轻松处理边缘流量，构建稳定可靠的网络基础设施。 边缘流量处理：随着物联网（IoT）等业务的兴起，接入层压力剧增，可能有数千个传感器和设备在网络边缘连接并产生大量流量。Leaf 可以在接入层处理连接，Spine 保证节点内的任意两个端口之间提供延迟非常低的无阻塞性能，从而实现从接入到云平台的敏捷服务。

多云管理：跨越数据中心和云的敏捷连接

- 通过 Leaf Spine 架构在数据中心或云之间建立高性能、高容错的连接。

- 多云管理策略助力企业轻松应对日益增长的云计算需求，实现业务连续性和灵活性。

- 优化资源分配，降低成本，提高安全性，并简化管理流程。 多云管理：数据中心或云之间通过 Leaf Spine 架构仍可以实现高性能、高容错等优势，而多云管理策略也逐渐成为企业的必选项。

九、工业级交换机定义和应用场景

工业交换机：可靠的工业网络解决方案

工业交换机，又称工业以太网交换机，广泛应用于工业控制系统领域。它具备电信级性能特征，可承受苛刻的工作环境，并具有以下特点：

* 稳定可靠：采用透明而统一的TCP/IP协议，是工业控制系统领域内的主要通信标准。

* 环境适应性强：可在低温高温、电磁干扰、盐雾、震动等恶劣环境下稳定运行。

* 端口配置灵活：产品系列丰富多彩，端口配置灵活，可满足各类工业领域的应用需要。

* 安全保障：支持标准及私域的环网冗余协议，确保网络稳定可靠。

工业交换机是工业网络建设的理想选择，可为工业控制系统提供可靠的网络连接，助力工业生产的智能化、数字化转型。磁干扰强，防盐雾，抗震性能强。其使用的是透明而统一的TCP/IP协议，以太网已经是工业控制系统领域内的主要通信标准。工业交换机具备电信级性能特征，可承受苛刻的工作环境。产品系列丰富多彩，端口配置灵活，可以满足各类工业领域的应用需要。产品选用宽温设计，防护等级不低于IP30，支持标准及私域的环网冗余协议。

工业交换机与商用交换机有何不同？

- 以太网的冲突检测机制（CSMA/CD）在工业环境中稳定性较差，导致数据传输不稳定。

- 工业交换机采用存储转换交换方式，提高了通信速度和稳定性，支持千兆以太网和万兆以太网。

- 工业交换机具有智能报警设计，能够监控网络运行状况，确保在极端危险的工业环境中以太网的可靠运行。在设计的时候，因其选用载波通信监听时分复用冲突检测（CSMA/CD机制），在繁杂的工业生产环境中运用，其稳定性大幅度降低，进而导致以太网无法使用。工业交换机选用存储转换交换方式，同时提高以太网通信速度（支持更高的数据传输速度，如千兆以太网（1 Gbps）或万兆以太网（10Gbps）。），而且内置智能报警设计监控网络运行状况，使得在极端危险的工业生产环境中确保以太网可靠稳定的运行。

十、工业交换机认证要求

工业交换机：坚固耐用，保障工业生产通信

工业交换机专为工业环境设计，与普通交换机相比，它更注重可靠性、稳定性、耐热性、耐震动性和抗腐蚀性。工业生产以太网交换机的防护等级一般为IP40，电磁兼容性为EMS四级，可在恶劣环境中稳定运行，为工业通信提供可靠保障。

应用领域：

工业交换机广泛应用于工业自动化、能源、交通、安防等领域。

优势：

1. 高防护等级：IP40，可抵御灰尘、油污和水汽。

2. 强电磁兼容性：EMS四级，可抵抗电磁干扰。

3. 宽工作温度范围：-40℃至75℃，可在极端温度下运行。

4. 丰富的接口：支持多种工业协议，轻松连接各种设备。

5. 高性能：转发速率高，延迟低，可满足工业应用需求。

选择工业交换机，保障工业生产通信安全稳定。点。工业生产以太网交换机因其较高的防护等级（一般IP40)、较强的电磁兼容性（EMS 四级）、好的工作特性而运用在一些自然环境标准严格的制造业当场，为工业生产通讯给予充分的确保。

十一、交换机产业链

交换机产业链涵盖上游元器件、中游交换机种类和下游应用领域。

上游元器件包括芯片、元器件、光模块、电路板、电源模块和结构件等。

中游交换机种类包括无管理交换机、二层管理交换机、三层管理交换机、PoE交换机、工业交换机和数据中心交换机等。

下游应用领域包括电信运营、云服务、数据中心等。主要包括芯片、元器件、光模块、电路板、电源模块和结构件等元件；中游按照终端应用场景，可分为无管理交换机、二层管理交换机、三层管理交换机、PoE交换机、工业交换机和数据中心交换机等；下游应用于电信运营、云服务、数据中心等领域。

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