以太网起源于60年代末产生的ALOHA无线电系统，在1977年正式诞生至今,已经历了约30年的发展历程。最初的以太网是一个4800bps争用型无线电频道传输系统，发展至今，已可以在无屏蔽的双绞线电缆上以100Mbps的速率传递信息。现在正在研究的是1000Mbps的以太网。以太网已成为最普及的局域网络标准。本文将从交换机（switch）、集线器（hub）、网络接口卡（NIC）和网线等几个方面来谈一谈关于以太网联网设备的选择问题。

    一、交换机 　　

    与基于网桥和路由器的共享媒体的局域网拓扑结构相比，以太网交换机能显著地增加带宽。传统的共享媒体局域网由于共享固定大小的带宽，网络系统的效率会随着节点数的增加和应用的深入而大大降低。在任何给定时间内，共享媒体局域网制允许一个工作站有权发送信息，人们为了提高效率，不得不采用越来越多的路由器，以增加网段的数目。长此以往，每个网段很快会再次拥挤不堪，将交换技术引入局域网，就可建立一个地理位置分散的网络，使局域网交换机的每个端口可平行地，安全地，同时互相传送信息，而且，交换式局域网是高度可扩充的，其带宽随着用户数的增加而扩张。从功能上讲，交换机类似于网桥，即实现OSI参考模型的下两层协议，当然，某些交换机已实现OSI参考模型第三层协议的部分功能，能引导一些路由器的功能，但交换机比网桥和路由器的性能和吞吐能力更高。以太网交换机的优点还在于：

    1、不需要改变网络其他硬件，包括电缆和网络客户机的网卡。实际上只需要从共享式集线器将RJ－45接头拔下来插入交换机的端口上即可。

    2、可在低/高速网络间转换。

    3、同时有多个通信信道。每个端口的成本比路由器低，延迟小，端口密度高，所有端口都以线速度通信，即独占整个信道。

    以太网交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用的交换方式有两种：

    * 切入方式（cut through）：

    切入式的以太网交换机在输入端口检测到一个数据包后，以太网交换机只检查其包头，取出目的地址，通过内部的动态查找标换算成相应的输出端口，然后把数据包转发到该端口，这样就完成了交换工作。因为它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节），所以切入方式具有延迟小，交换速度快的优点。所谓延迟（lantency）是指数据包进入一个网络设备到离开该设备所花的时间。切入方式的缺点是：

    （a）不提供错误检测能力，因为数据包的内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查它是否有错误；

    （b）如果要连到高速网络上，如提供快速以太网（100BASE－T）、FDDI或ATM连接，就不能简单地将输入/输出端口"接通"，因为输入/输出端口间有速度上的差异，必须提供缓存；

    （c）当以太网交换机的端口增加时，交换矩阵变得越来越复杂，实现起来就越困难。

    * 存储转发方式（store and forward）：

    存储转发是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查CRC是否正确，并过滤掉冲突包错误，确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址， 然后将该包发送出去。存储转发方式在处理数据包时延迟大，但它可对进入交换机的数据包进行错误检测，并且能支持不同速度的输入/输出端口间的交换。支持不同速度端口的以太网交换机必须使用存储转发方式，否则就不能保持高速端口和低速端口间协同工作。其办法是将10Mbps低速包存储起来，再通过100Mbps速率转发到端口上。
    以太网交换机的缺点在于，虽然在不同用户对间分别交换数据时可以获得最大的带宽，但现实中的网络并非如此，通常是一台或几台服务器带多个工作站。在这种模式下，服务器带宽将成为主要的瓶颈。
    在选择以太网交换机时要考虑以下几个要点：1、端口密度。对以太网交换机端口数的选择主要取决于具体的应用环境，包括现时的系统最大使用的端口数，未来扩充需要增加的端口数。另外，当端口增加时，还应当估计整个网络负载情况如何。2、100M接口。如果只想连到PC服务器上，采用100BASE-TX是最经济的方法，因为100BASE-TX网卡已经相当便宜，而且只要求用五级UTP。如果想通过以太网交换机将工作组网络连到FDDI主干上则应当选择带FDDI接口的以太网交换机。选择时，应当注意是双环（DAS）还是单环（SAS）。如果已有100VG－AnyLAN,则最好选择带100VG-AnyLAN接口的以太网交换机。如果采用ATM是未来策略，也可以采用带ATM接口的以太网交换机。3、管理能力。大型网络中的网络管理是极为重要的，当交换式以太网成为网络中的组成部分时，应当确保它是可管理的，最好带管理端口，并支持流行的网络管理协议。4、容错能力。容错包括备份电源。服务器连接和主干连接，最好有这些部件的双备份，并能热切换，即在一台服务器出现问题时另一台能在不影响工作的情况下实时替代。 在交换机的指标上表现为掉包率（Frame Lose Rate）吞吐率（Throughput），延迟时间（Latency），持续的连续包掉包率（Back-to-Back）。

    二、集线器（hub） 　　

    此处所讲的集线器是指共享式的集线器。在共享介质的以太网中，所有的网络节点在物理上或逻辑上被连接到一段电缆上，存在的一个最大的限制是，随着网上用户的增多，竞争可用带宽部分的节点数目也相应增加。如果网络的规模增大，工作站的数目增大到10个，每个工作站得到的可用带宽大约下降到十分之一。也就是说，随着工作站数目的增加，传输数据的能力下降，每个用户都会遇到较大的延迟。共享式集线器分独立型中继器和叠式集线器两类。

    1. 中继器 　　

    中继器又名集中器，其目的是信号再生，通过再生弱信号来扩展网络的直径，对发来的信号不作逻辑处理。中继器不能窥视象冲突一类的网络事件，只能进行传播，因此，中继器不能扩展网络的冲突域。当信号在UTP电缆上传输时，由于许多不同的原因会使其受到损失。中继器将识别出弱信号，将其还原，再将它传给其它的端口，以此方式，中继器可打破UTP电缆所固有的100m长的距离限制。但是，为了扩大网络的冲突域，还需要网桥，路由器或交换机一类的设备。在10BASE-T中，集中器通过标准的100m UTP连接而级连起来，其条件是冲突域不会越过其上限，因此在网络中最多只能级连3至5个中继器。在100BASE-T中，网络信号速度快至10倍，冲突域必须按相同倍数缩小。这时，只能有2个快速以太网中继器级连起来。由于大多数中继器是16或32端口的，由中继器组成的快速以太网只能支持有限数目的用户。这就提出了叠式集线器和交换机的重要性，因为它们能广阔地扩展快速以太网。就传输总流量和冲突而言，中继器具有良好的性能。它的另一个优点是它能从任何端口去查看网络状态。由于中继器是传递信号到所有端口，因此可将网络分析仪或探测器插到空闲的网络端口上，并在任何时刻给出一幅网络流量的全景图。在发生故障时，很容易找出问题。但在交换机中，这点不容易办到。

    2. 叠式集线器 　　

    叠式集线器可看作是一种有升级选件的中继器。叠式集线器由几个独立的单元组成，每个单元有一定数目的端口，每个端口按独立型中继器的规则工作，但同时具有外部连接，可以与和它完全一样的集线器级连。由于叠式集线器是一个共享介质的设备，因此，他的有效带宽总是一样的，所加的端口越多，每个端口可用的平均带宽就越少。但是，叠式集线器能克服有关网络直径的限制，因此在快速以太网上连接许多节点是非常有用的。如常规的独立型中继器那样，传来的帧将被传往叠中的所有单元。这就是一组叠式单元如何共享相同的冲突域，从而象一个大型的可扩充的中继器那样工作。虽然叠式集线器是为可升级性而建造的，但也不能无限制的扩展，可增加的单元数是有限制的，通常用可以叠多高来表示。叠的高度因厂商而异。大多数10BASE-T和100BASE-TX叠式集线器可以叠到8层高。一般地说，每个单元使网络的有效直径增加10米左右，因此一个8单元的叠式集线器对应的网络直径大约为80米长的UTP电缆。某些叠式集线器可能提供一些附加的特点，如冗余电源供应和热升级能力（不用断电就可在叠上增加新单元）。冗余电源供应是一种增强性的优点,因为：如果在叠中任何一个单元有电源故障，其它的电源可以弥补上。热升级的好处是不用使叠断电就能增加新单元。集线器上的所有端口争用一个共享信道的带宽，因此随着网络节点数量的增加，数据传输量的增大，每节点的可用带宽将随之减少。集线器采用广播的形式传输数据，即向所有端口传送数据。
交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上数据的快速有效传输。交换机为用户提供的是独占的、点对点的连接，数据包只被发送到目的端口，而不会向所有端口发送。

    三、 网络接口卡（NIC） 　　

    网络接口卡普遍被定义为节点或网络的客户机/服务器部分。每一个客户机、工作站和服务器都必须有NIC来与网络连接。目前市面上有许多种网络接口卡，每一种适合一种特定的安装或应用类型。为明智地选择你的网络上的网络接口卡，不仅要考虑线速度，而且要考虑总线类型，性能，驱动器支持，技术支持，PC和工作站连接，以及服务器与客户机网络接口卡之间的差别。

    网络接口卡线速度表示能多快地产生网络信号。最好的选择是10/100Mbps网络接口卡。无论是10Mbps, 100Mbps还是10/100Mbps的网络接口卡都可以包括全双工方式或多端口形式。

    现在的网络接口卡总线类型主要有工业标准体系结构（ISA），扩展工业标准体系结构（EISA），外部设备互连（PCI），微通道体系结构（MCA），S－总线（Sparc工作站）和NuBus（Apple Macintosh）等。由于PCI可提供132MB/s的理论带宽和具有真正"即插即用"的特点，类似于Sun的S-Bus。因此，象PCI和S-Bus一类的高速总线是高性能网络适配器的必然归宿。

    对服务器网络接口卡而言,考虑其CPU的利用率是很重要的。一台服务器可能支持几百个客户机，从而给服务器网络接口卡以沉重的压力。若服务器以大量的CPU时间来给服务器网络接口卡提供数据，则只剩下极少量的时间来干其它事情。服务器给网络接口卡提供数据的时间越少，则用在运行程序，进行文件传输和运行NOS软件的时间也就越多。PCI可提供高带宽和低CPU占有率。N－way自协商模式允许网络接口卡和集线器用端口信号指示它们具有的通信速度，并自动配置成最高的公用速度。

    缓存能力在客户机性能中起重要作用。通过在缓存中暂时存放发来的数据，对提高性能很有帮助，尤其是对100Mbps的线路速度更是必不可少的。

    四、网线

    现列出UTP的种类及功能如下：

    电缆类型 功能

    1和2类 用于传送低速数据和声音，它不是ANSI/EIA 568标准的一部分
    3类 用于传送16MHz声音和数据，用在4Mbps令牌环网和10BASE-T 以太网
    4类 用于传送20MHz的声音和数据，适合16Mbps令牌环网
    5类 用于传送100MHz声音和数据，适合16Mbps令牌环100Mbps TP-PMD FDDI网络

    对以太网而言，10BASE-T以太网可以使用3、4、5类非屏蔽双绞线。而100BASE-TX则只能使用5类UTP。

    五、具体产品选择

    就目前情况而言，100Base-T是当前的主流，它有三种媒体标准：100Base-TX(5类UTP和1类STP)、100Base-T4(3、4、5类UTP)、100Base-FX(两芯62.5/125微米光纤)。

    100Base-T具有如下特点： 　　

    1、 产品价格较低但具有较大的带宽;
    2、 可以将原有10Base-T的局域网轻易地升级到100Base-T；
    3、 可以方便地与主干网联结，具有较大的可塑性。

    现在各大网络设备公司都具有一系列的100Base-T的网络设备，从高档到低档的产品都比较齐全。下面就网卡(NIC)、交换机(Switch)具体谈一下产品的选择：

    1、网卡

    关于100M的网卡，各种厂家的性能没有太大差别，一般来说作中低档的实达和TP-LINK就能满足需要，且这两个厂家的产品质量也是完全可以保证的，其中TP-LINK网卡代表性的有TP-LINK的TE-3275，该型号为10/100M自适应，可以很方便地集成到的10M/100M的网络环境中，即能得到100M的性能，又可以和原有10M以太网兼容。

    2、交换机

    对于100Base-T，低档设备一般采用集线器，用于做小型Ethernet或者是作为中型Ethernet的次级集线设备，媒体标准为100Base-TX。中档设备一般带网管，并带上挂光纤口，可以上挂主干网，也可以上挂光纤口的100BASE-FX交换机，在应用中可以作为中型Ethernet的主交换设备，或者是大型Ethernet的主交换设备和次级交换设备,媒体标准有100Base-TX和100Base-FX。高挡设备在功能上与中档设备类似，但它的性能更好，支持更大的联结数，能更方便地在大型网络集成中扮演主干与Ethernet子网的联结工作。目前市场上，交换机技术已比较成熟，价位直逼集线器，如果您不是对价位的要求非常苛刻的话，不妨直接选择交换机而舍集线器。一般来说，在中小型的网络集成中，可以采用TP-LINK的100Base-T系列产品，如TP-LINK的TL-SF1016和TL-SF1024系列，该系列为全双工工作模式，10/100M自适应。大型网络集成中就应该考虑使用CISCO的Catalyst系工作组级交换机。这里选型依据之一是需要考虑厂商的主打市场，TP-LINK主要面向中低档，产品设计思路是适合大众需要的优质低价的产品，而CISCO主要面向高档，主要提供世界一流的网络设备，而两者在业内都有上佳的口碑。