14核心要點(diǎn)交換機(jī)—用于電光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。從廣義上來(lái)分析，即在通信系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)信息交換功能的設(shè)備。交換機(jī)按照應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)，可以分為商用交換機(jī)和工業(yè)交換機(jī)；商用交換機(jī)按照應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)，又可以分為企業(yè)網(wǎng)交換機(jī)（SMB交換機(jī)）、園區(qū)交換機(jī)和數(shù)據(jù)中心交換機(jī)。據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年，全球交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為3080億元，同比增長(zhǎng)17%，預(yù)測(cè)2022-2027年CAGR約為4.6%；中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為591億元，同比增長(zhǎng)9.5%，預(yù)計(jì)未來(lái)5年增速高于全球增速，穩(wěn)定在7%-9%。交換機(jī)行業(yè)集中度較高，AI催化下高速率交換機(jī)占比將持續(xù)提升。據(jù)IDC數(shù)據(jù)，思科、華為、新華三等少數(shù)幾家企業(yè)占據(jù)絕大部分市場(chǎng)份額，CR5超過(guò)70%。思科、博2通等近期發(fā)布高速率以太網(wǎng)方案應(yīng)對(duì)AI需求，華為、新華三近期也發(fā)布了支持800G的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)新品，以面對(duì)AI智算需求發(fā)展。美國(guó)商務(wù)部宣布限制向中國(guó)出售先進(jìn)AI芯片，限制英偉達(dá)A800和H800等出口。新禁令公布后30天生效，并進(jìn)一步將更多參與研發(fā)AI芯片的中國(guó)公司列入清單。以昇騰910B為代表的華為AI算力芯片，技術(shù)方面硬件指標(biāo)逼近英偉達(dá)A100/800，生態(tài)建設(shè)領(lǐng)先，有望在未來(lái)獨(dú)挑大梁。交換機(jī)代工廠菲菱科思、共進(jìn)股份等有望受益于芯片國(guó)產(chǎn)替代紅利。相關(guān)標(biāo)的：交換機(jī)代工廠商菲菱科思、共進(jìn)股份等；工業(yè)交換機(jī)三旺通信、東土科技等。風(fēng)險(xiǎn)提示：AI應(yīng)用發(fā)展不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)；上游芯片供應(yīng)緊缺風(fēng)險(xiǎn)；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇風(fēng)險(xiǎn)等。2目 錄一、交換機(jī)概述二、交換機(jī)行業(yè)分析三、交換機(jī)重點(diǎn)公司分析交換機(jī)定義及分類(lèi)交換機(jī)構(gòu)成交換機(jī)的技術(shù)原理及性能指標(biāo)交換機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景交換機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈31.1

交換機(jī)定義及分類(lèi)數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，西南證券整理定義：交換機(jī)（Switch）意為“開(kāi)關(guān)”，是一種用于電（光）信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。從廣義上來(lái)分析，在通信系統(tǒng)里對(duì)于信息交換功能實(shí)現(xiàn)的設(shè)備，就是交換機(jī)。最常見(jiàn)的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。其他常見(jiàn)的還有電話(huà)語(yǔ)音交換機(jī)、光纖交換機(jī)等。交換式集線(xiàn)器又稱(chēng)為以太網(wǎng)交換機(jī)、二層交換機(jī)（表明此交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層），或直接簡(jiǎn)稱(chēng)為交換機(jī)。交換是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。盒式交換機(jī) 機(jī)框式交換機(jī)按照硬件形態(tài)劃分：盒式交換機(jī)：是一種有固定端口數(shù)，有時(shí)也會(huì)帶有少量擴(kuò)展槽的交換機(jī)。機(jī)框式交換機(jī)：是一種插槽式的交換機(jī)，這種交換機(jī)擴(kuò)展性

較好，可支持不同的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，可支持更大端口密度的網(wǎng)絡(luò)。41.1

交換機(jī)定義及分類(lèi)按照OSI劃分：二層交換機(jī)：基于MAC地址工作的第二層交換機(jī)最為普遍，用于網(wǎng)絡(luò)接入層和匯聚層。三層交換機(jī)：基于P地址和協(xié)議進(jìn)行交換的第三層交換機(jī)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的核心層，也少量應(yīng)用于匯聚層。部分第三層交換機(jī)也同時(shí)具有第四層交換功能，可以根據(jù)數(shù)據(jù)幀的協(xié)議端口信息進(jìn)行目標(biāo)端口判斷。四層交換機(jī)：它是一種功能，它決定傳輸不僅僅依據(jù)MAC地址（第二層網(wǎng)橋）或源/目標(biāo)P地址（第三層路由)，而且依據(jù)TCP/UDP(第四層)應(yīng)用端口號(hào)。第四層交換功能就象是虛IP,指向物理服務(wù)器。它所傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)服從各種各樣的協(xié)議，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協(xié)議。這些業(yè)務(wù)在物理服務(wù)器基礎(chǔ)上，需要復(fù)雜的載量平衡算法。四層以上交換機(jī)：第四層以上的交換機(jī)稱(chēng)之為應(yīng)用型交換機(jī)，主要用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。按照網(wǎng)絡(luò)層次劃分：接入層交換機(jī)：一般是固定配置的交換機(jī)，端口密度較大，具有較高的接入能力，以10/100M端口為主，以固定端口或擴(kuò)展槽方式提供1000Mbps的上聯(lián)端口。核心層交換機(jī)：一般采用機(jī)箱式模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)箱中可承載管理模塊、光端口模塊、高速電口模塊、電源等，具有很高的背板容量；匯聚層交換機(jī)：可以是機(jī)箱式模塊化交換機(jī)，也可以是固定配置的交換機(jī)，具有較高的接入能力和帶寬，一般會(huì)包含光端口、高速電口等端口；按照應(yīng)用區(qū)域劃分：廣域的交換機(jī)：是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備，它應(yīng)用在數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)有多個(gè)端口，每個(gè)端口都具有橋接功能，可以連接一個(gè)局域網(wǎng)或一臺(tái)高性能服務(wù)器或工作站。廣域網(wǎng)交換機(jī)主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信用的基礎(chǔ)平臺(tái)；局域網(wǎng)交換機(jī)：應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，西南證券整理OSI七層結(jié)構(gòu)（可劃分為四層）51.2

交換機(jī)構(gòu)成數(shù)據(jù)來(lái)源：思科官網(wǎng)，CSDN，西南證券整理從硬件結(jié)構(gòu)來(lái)看，交換機(jī)由機(jī)殼、電源、風(fēng)扇、背板、管理引擎、系統(tǒng)控制器、交換模塊、線(xiàn)卡構(gòu)成。機(jī)殼是交換機(jī)的外殼，用于保護(hù)內(nèi)部電子元器件，某些交換機(jī)采用金屬機(jī)殼，可防止磁場(chǎng)對(duì)交換機(jī)的干擾。風(fēng)扇用于對(duì)交換機(jī)散熱，保證交換機(jī)內(nèi)部溫度處于正常區(qū)間，保障交換機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。電源包含外置電源、內(nèi)置電源兩種方式，外置電源可提供靈活電源配置?？蚴浇粨Q機(jī)中的背板是用于連接管理引擎、交換模塊、線(xiàn)卡等部分的一塊PCB板。管理引擎：管理引擎上有配置口，屬于串行接口，可通過(guò)串口線(xiàn)纜和計(jì)算機(jī)連接，用于對(duì)交換機(jī)的管理及配置操作。系統(tǒng)控制器：負(fù)責(zé)控制電源和風(fēng)扇。線(xiàn)卡：可用于配置以太網(wǎng)接口，通過(guò)以太網(wǎng)接口與計(jì)算機(jī)或其他硬件設(shè)備連接，用于數(shù)據(jù)傳輸。交換模塊：負(fù)責(zé)不同接口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和交換，交換單元采用高性能ASIC芯片。

盒式、框式交換機(jī)外觀

交換機(jī)結(jié)構(gòu) 61.2.1

交換機(jī)交換架構(gòu)業(yè)界主流的三種架構(gòu)：Full-MESH架構(gòu)；CROSSBAR架構(gòu)；CLOS架構(gòu)。目前主流的高端核心交換機(jī)大部分采用CLOS架構(gòu)。數(shù)據(jù)來(lái)源：公司官網(wǎng)，CSDN，西南證券整理Full-MeshCrossbarCLOS分類(lèi)無(wú)緩存緩存非正交背板正交背板正交零背板硬件架構(gòu)無(wú)交換網(wǎng)板；線(xiàn)卡之間通過(guò)背板走線(xiàn)連接單平面交換；集中調(diào)度；交叉點(diǎn)無(wú)緩存單平面交換；分布式調(diào)度；交叉點(diǎn)有緩存多平面交換；線(xiàn)卡和交換網(wǎng)板平行；背板長(zhǎng)走線(xiàn)多平面交換；線(xiàn)卡和交換網(wǎng)卡正交；背板短走線(xiàn)多平面交換；線(xiàn)卡和交換網(wǎng)板正交；無(wú)背板無(wú)走線(xiàn)功能特點(diǎn)受限于背板帶寬和連接總數(shù)，可擴(kuò)展性差；背板帶寬是瓶頸隨端口數(shù)增加，交叉點(diǎn)數(shù)量呈幾何增長(zhǎng)；系統(tǒng)容量大時(shí)，仲裁器易形成瓶頸隨端口數(shù)增加，交叉點(diǎn)數(shù)量呈幾何增長(zhǎng)；調(diào)度算法復(fù)雜度限制擴(kuò)展背板限制帶寬擴(kuò)展且無(wú)法實(shí)現(xiàn)直通數(shù)據(jù)；走線(xiàn)帶來(lái)信號(hào)衰減；基于Cell的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞背板限制帶寬擴(kuò)展且無(wú)法實(shí)現(xiàn)直通數(shù)據(jù)；基于Cell的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞帶寬擴(kuò)展更換相應(yīng)網(wǎng)板即可；無(wú)背板設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)直通散熱；基于Cell的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞適用設(shè)備低密度槽位高密度槽位；可面向未來(lái)1~3年發(fā)展高密度槽位；可面向未來(lái)1~3年發(fā)展高密度槽位；可面向未來(lái)10年擴(kuò)展業(yè)界典范思科N7004華為S7703/S9303/S9703銳捷N18007/S8605E/S8607E/S7505C思科N7K系列（N7004除外）華為S7700/S9300/S9700系列（3槽/10槽除外）新華三S75E/S10506/S10510/S7506E-X/S7510E-X（不配獨(dú)立的FE時(shí)就是Crossbar架構(gòu)）銳捷S12000/S8600/S7808C華為CE12800系列新華三S12500-X/S12500-X-AF系列銳捷N18000+C類(lèi)交換網(wǎng)板/N18000-X系列71.2.2

基于CLOS架構(gòu)的交換網(wǎng)板設(shè)計(jì)圖（1）：非正交結(jié)構(gòu) 圖（2）：正交結(jié)構(gòu) 圖（3）：無(wú)背板架構(gòu)線(xiàn)卡A線(xiàn)卡B背板芯片交換模塊三種交換網(wǎng)板設(shè)計(jì)：①非正交結(jié)構(gòu)/平行結(jié)構(gòu)：線(xiàn)卡與交換模板平行，二者通過(guò)在背板上走線(xiàn)連接。華為的交換機(jī)使用非正交設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)：PCB背板走線(xiàn)帶來(lái)信號(hào)干擾、背板設(shè)計(jì)限制寬帶升級(jí)、散熱難度大。②正交結(jié)構(gòu)：線(xiàn)卡和交換模塊垂直，通過(guò)背板直接連接，該設(shè)計(jì)減少了背板走線(xiàn)帶來(lái)的信號(hào)衰減，但是限制了帶寬升級(jí)，思科使用正交結(jié)構(gòu)。③無(wú)背板架構(gòu)：線(xiàn)卡和交換模塊垂直連接，解除了背板對(duì)寬帶升級(jí)的限制，容易散熱。交換模塊作用機(jī)制：線(xiàn)卡A到線(xiàn)卡B的數(shù)據(jù)傳輸路徑為：線(xiàn)卡A→背板→交換模塊→交換芯片→背板→線(xiàn)卡B。交換模塊通過(guò)內(nèi)部芯片，識(shí)別MAC地址，并將MAC地址和對(duì)應(yīng)的線(xiàn)卡端口對(duì)應(yīng)，從而將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至目的端口。

三種交換模塊架構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)交換方式 數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，知乎，西南證券整理81.3

交換機(jī)的技術(shù)原理交換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的物理網(wǎng)段（注：非IP網(wǎng)段），連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B可同時(shí)向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機(jī)，那么該交換機(jī)這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總流通量也不會(huì)超出10Mbps?？傊?，交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)內(nèi)部的CPU會(huì)在每個(gè)端口成功連接時(shí)，通過(guò)將MAC地址和端口對(duì)應(yīng)，形成一張MAC表。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對(duì)應(yīng)的端口，而不是所有的端口。因此，交換機(jī)可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線(xiàn)和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在背部總線(xiàn)上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的MAC地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過(guò)對(duì)照IP地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)。通過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少?zèng)_突域。數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，西南證券整理（見(jiàn)左圖）交換機(jī)工作流程：以太網(wǎng)連接的端口，可以連接多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主機(jī)A、B、C和D；將連接到交換機(jī)的設(shè)備的MAC地址存儲(chǔ)到一張表；當(dāng)主機(jī)A和主機(jī)C想通信時(shí)，主機(jī)A會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)包到交換機(jī)，交換機(jī)只會(huì)發(fā)送給主機(jī)C，如左圖，主機(jī)A發(fā)送數(shù)據(jù)包給主機(jī)C，交換機(jī)識(shí)別出主機(jī)C的MAC地址，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到主機(jī)C連接的端口，只有主機(jī)C能收到數(shù)據(jù)包。

交換機(jī)工作流程 91.3.1

交換機(jī)、集線(xiàn)器和路由器的區(qū)別數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，知乎，51CTO博客，西南證券整理交換機(jī)集線(xiàn)器路由器工作原理創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)；檢測(cè)到連接交換機(jī)的具體設(shè)備；含有一個(gè)已連接設(shè)備的MAC地址與端口映射表，識(shí)別MAC地址創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)；只檢測(cè)物理上連接到它的所有設(shè)備；無(wú)MAC地址和端口映射表；連接網(wǎng)絡(luò)；連接不同的網(wǎng)絡(luò)，促使不同網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)完成通信；識(shí)別IP地址工作方式能夠隔離沖突域并有效地抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生是一種廣播模式，所有端口都能夠收聽(tīng)到信息，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)交換的方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)帶寬具有獨(dú)享性利用共享的方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；沒(méi)有控制功能，因此所有終端共享帶寬僅傳輸數(shù)據(jù)OSI體系結(jié)構(gòu)屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備；對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸起到同步、放大和整形的作用；可以過(guò)濾短幀、碎片等屬于第一層物理層設(shè)備；對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸起到同步、放大和整形的作用屬于OSI第三層即網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備；根據(jù)IP地址進(jìn)行尋址，通過(guò)路由表路由協(xié)議產(chǎn)生集線(xiàn)器僅僅知道端口上是否連接了設(shè)備，經(jīng)過(guò)集線(xiàn)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，所有設(shè)備都能接收到，如右圖，當(dāng)主機(jī)A發(fā)送數(shù)據(jù)包給主機(jī)C時(shí)，主機(jī)B和D都能接收到數(shù)據(jù)；路由器用于連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（如右圖），他們有自己唯一的網(wǎng)絡(luò)地址，有各自的路由器1和路由器2，和交換機(jī)A和交換機(jī)B以及主機(jī)在各自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部交換數(shù)據(jù)。路由器可以使得不同網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。集線(xiàn)器工作流程路由器工作流程交換機(jī)A交換機(jī)B路由器2路由器1101.3.2

交換機(jī)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聯(lián)盟站公眾號(hào)，西南證券整理假設(shè)：端口數(shù)量=車(chē)道數(shù)；背板帶寬=馬路上單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的車(chē)的數(shù)量；交換容量=十字路口指揮者在單位時(shí)間內(nèi)能指揮多少輛車(chē)安全無(wú)阻礙通過(guò)路口。如果單位時(shí)間內(nèi)，馬路上最多能跑1000輛汽車(chē)，并且十字路口指揮者指揮能力足夠強(qiáng)，則在有十字路口的馬路上最多可以跑1000輛汽車(chē)，相當(dāng)于交換機(jī)達(dá)到線(xiàn)速指標(biāo)。然而如果十字路口指揮者指揮能力不足，單位時(shí)間只能指揮500輛車(chē)順利通過(guò)，則有十字路口的馬路上最多只能順利跑500輛汽車(chē)，未達(dá)到線(xiàn)速指標(biāo)要達(dá)到線(xiàn)速指標(biāo)，即按數(shù)據(jù)傳輸速度實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞的數(shù)據(jù)交換，在全雙工端口下需滿(mǎn)足：背板帶寬≥端口數(shù)×端口速率×2；同時(shí)交換容量≥端口數(shù)×端口速率。目前采用交換矩陣的交換機(jī)一般都能達(dá)到線(xiàn)速指標(biāo)，如思科采用使用交換矩陣模塊。一般來(lái)說(shuō)，背板帶寬意義較小，而交換容量、包轉(zhuǎn)發(fā)率是體現(xiàn)了交換機(jī)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。指標(biāo)定義及介紹

端口速率 背板帶寬是交換機(jī)能吞吐的最大數(shù)據(jù)量，決定了板卡與交換模塊間連接帶寬的上限，單位為Gbps。固定端口交換機(jī)的背板帶寬和交換容量相等，而模塊交換機(jī)（具備可擴(kuò)展插槽，可改變端口數(shù)量）與交換容量不一定相等。線(xiàn)卡線(xiàn)卡 單工：端口總速率=端口數(shù)線(xiàn)卡 量×端口速率線(xiàn)卡 全雙工：端口總速率=端口數(shù)線(xiàn)卡 量×端口速率×2線(xiàn)卡背板帶寬端口速率端口的數(shù)據(jù)傳輸速度，以bps為單位。百兆端口（100Mbps）用于家庭和辦公網(wǎng)絡(luò)，用于連接計(jì)算機(jī)、打印機(jī)。千兆端口（1Gbps）用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，用于連接服務(wù)器、高速工作站等。萬(wàn)兆端口（10Gbps）用于數(shù)據(jù)中心或大規(guī)模企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。交換容量衡量交換模塊性能的指標(biāo)，代表交換模塊的轉(zhuǎn)發(fā)速率，以bps為單位。交換容量用于表示二層（鏈路層）交換能力。包轉(zhuǎn)發(fā)率衡量交換模塊性能的指標(biāo)，與交換容量類(lèi)似，表示三層路由轉(zhuǎn)發(fā)性能，單位為pps。線(xiàn)速下的總吞吐量（Mpps）=萬(wàn)兆端口數(shù)量×14.88Mpps+千兆端口數(shù)量×1.488Mpps+百兆端口數(shù)量×0.1488Mpps。轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)容量代表設(shè)備所能承載的用戶(hù)數(shù)量。比如：“MAC地址表項(xiàng)32K”

表示該交換機(jī)最多承載3.2萬(wàn)個(gè)二層用戶(hù)地址。111.4

交換機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景按照交換機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)：商用交換機(jī)和工業(yè)交換機(jī)。商用交換機(jī)按照應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)：企業(yè)網(wǎng)交換機(jī)（SMB交換機(jī)）、園區(qū)交換機(jī)、數(shù)據(jù)中心交換機(jī)。SMB交換機(jī)園區(qū)交換機(jī)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)SMB交換機(jī)是指中小企業(yè)交換機(jī)，sm

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edbusiness。這種交換機(jī)是相對(duì)于一些大型、高端的交換機(jī)而言的。SMB交換機(jī)支持常用的二層協(xié)議，但是性能和接口數(shù)量都弱一些。應(yīng)用場(chǎng)景：中小企業(yè)和網(wǎng)管業(yè)務(wù)園區(qū)交換機(jī)是用于園區(qū)或者辦公樓宇等小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的交換機(jī)，主要連接辦公設(shè)備。應(yīng)用場(chǎng)景：辦公樓宇網(wǎng)絡(luò)：園區(qū)交換機(jī)提供了連接辦公設(shè)備的解決方案，滿(mǎn)足辦公樓宇網(wǎng)絡(luò)的基本需求；小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)：對(duì)于規(guī)模較小的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，園區(qū)交換機(jī)是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且滿(mǎn)足基本需求的選項(xiàng)；教育機(jī)構(gòu)和醫(yī)療機(jī)構(gòu)：園區(qū)交換機(jī)適用于學(xué)校、大學(xué)、醫(yī)院等環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)連接需求；小型商業(yè)園區(qū)：在商業(yè)園區(qū)中，園區(qū)交換機(jī)提供了連接辦公室和商鋪設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)支持。數(shù)據(jù)中心交換機(jī)是專(zhuān)門(mén)為大型數(shù)據(jù)中心環(huán)境設(shè)計(jì)的交換機(jī)。數(shù)據(jù)中心用于存儲(chǔ)和管理大量的計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，并處理海量的數(shù)據(jù)，提供高性能計(jì)算和云服務(wù)。應(yīng)用場(chǎng)景：大型數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心交換機(jī)能夠滿(mǎn)足高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理和云服務(wù)等對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性的高要求；企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)：對(duì)于大規(guī)模的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)提供了可擴(kuò)展性和高度靈活性的解決方案高負(fù)載環(huán)境：在需要處理大量網(wǎng)絡(luò)流量和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)管理的環(huán)境中，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)能夠提供高吞吐量和流量控制的功能數(shù)據(jù)來(lái)源：知乎，

西南證券整理121.4.1

園區(qū)交換機(jī)介紹應(yīng)用場(chǎng)景：辦公樓宇網(wǎng)絡(luò)：園區(qū)交換機(jī)提供了連接辦公設(shè)備的解決方案，滿(mǎn)足辦公樓宇網(wǎng)絡(luò)的基本需求；小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)：對(duì)于規(guī)模較小的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，園區(qū)交換機(jī)是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且滿(mǎn)足基本需求的選項(xiàng)；教育機(jī)構(gòu)和醫(yī)療機(jī)構(gòu)：園區(qū)交換機(jī)適用于學(xué)校、大學(xué)、醫(yī)院等環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)連接需求；小型商業(yè)園區(qū)：在商業(yè)園區(qū)中，園區(qū)交換機(jī)提供了連接辦公室和商鋪設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)支持。數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，西南證券整理園區(qū)交換機(jī)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小型辦公樓宇、園區(qū)大型數(shù)據(jù)中心端口數(shù)量極少端口大量端口性能要求適中性能、較低延遲高性能、低延遲可擴(kuò)展性適度可擴(kuò)展高度可擴(kuò)展可靠性和冗余性基本可靠性和冗余性高可靠性和冗余性網(wǎng)絡(luò)管理功能簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)管理功能復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)管理功能適用場(chǎng)景辦公樓宇、園區(qū)、小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)大型數(shù)據(jù)中心、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換容量幾十

Gbps

到幾十

Tbps

不等幾百Tbps

到幾千

Tbps

不等包轉(zhuǎn)發(fā)率幾十

Mpps

到幾千

Mpps

不等幾千

Mpps

到幾十萬(wàn)

Mpps

不等園區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層次采用業(yè)界成熟的三層架構(gòu)：接入交換機(jī)：接入層交換機(jī)一般部署在樓道的網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜中，接入園區(qū)網(wǎng)用戶(hù)（PC機(jī)或服務(wù)器），提供二層交換機(jī)功能，也支持三層接入功能（接入交換機(jī)為三層交換機(jī)）。由于接入層交換機(jī)直接接園區(qū)網(wǎng)用戶(hù)，根據(jù)用戶(hù)接入信息點(diǎn)數(shù)目和類(lèi)型（GE/FE），對(duì)接入交換機(jī)的GE/FE接口密度有較高的要求。另外接入交換機(jī)部署在樓道網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，數(shù)量大，對(duì)于成本、功耗和易管理維護(hù)等特性要求較高。匯聚交換機(jī)：園區(qū)匯聚層交換機(jī)一般部署在樓宇獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)匯聚機(jī)柜中，匯聚園區(qū)接入交換機(jī)的流量，一般提供三層交換機(jī)功能，匯聚層交換機(jī)作為園區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，終結(jié)園區(qū)網(wǎng)用戶(hù)的二層流量，進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)需要，可以在匯聚交換機(jī)上集成增值業(yè)務(wù)板卡（如防火墻，負(fù)載均衡器、WLAN

AC控制器）或者旁?huà)飒?dú)立的增值業(yè)務(wù)設(shè)備，為園區(qū)網(wǎng)用戶(hù)提供增值業(yè)務(wù)。核心交換機(jī)：園區(qū)核心層交換機(jī)部署在園區(qū)核心機(jī)房中，匯聚各樓宇/區(qū)域之間的用戶(hù)流量，提供三層交換機(jī)功能，連接園區(qū)外部網(wǎng)絡(luò)到內(nèi)部用戶(hù)的“縱向流量”和不同匯聚區(qū)域用戶(hù)之間的“橫向流量”要求高密10GE、高轉(zhuǎn)發(fā)性能。131.4.2

數(shù)據(jù)中心交換機(jī)——傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)中心交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：包括數(shù)據(jù)中心與外部運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)的核心交換層，接入層，以及將連接兩者實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聚合的匯聚層。，現(xiàn)今的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)主要分為三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。接入交換機(jī)物理連接服務(wù)器；匯聚交換機(jī)連接同一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)（VLAN）下的接入交換機(jī)，同時(shí)提供其他的服務(wù)，例如防火墻，SSL

offload，入侵檢測(cè)，網(wǎng)絡(luò)分析等，

它可以是二層交換機(jī)也可以是三層交換機(jī)；核心交換機(jī)為進(jìn)出數(shù)據(jù)中心的包提供高速的轉(zhuǎn)發(fā)，為多個(gè)二層局域網(wǎng)（VLAN）提供連接性，核心交換機(jī)為通常為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)彈性的三層網(wǎng)絡(luò)。弊端：①帶寬的浪費(fèi)：為了防止環(huán)路，匯聚層和接入層之間通常會(huì)運(yùn)行STP協(xié)議，使得接入交換機(jī)的上聯(lián)鏈路中實(shí)際承載流量的只有一條，而其他上行鏈路將被阻塞（如圖中虛線(xiàn)所示），造成了帶寬的浪費(fèi)；②故障域較大：STP協(xié)議由于其本身的算法，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變更時(shí)需要重新收斂，容易發(fā)生故障，從而影響整個(gè)VLAN的網(wǎng)絡(luò)；③難以適應(yīng)超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)：在云計(jì)算領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大，數(shù)據(jù)中心也分布在不同的地理位置，虛擬機(jī)要求能在任意地點(diǎn)創(chuàng)建，遷移，而保持其網(wǎng)絡(luò)屬性（IP,

網(wǎng)關(guān)等）保持不變，需要支持大二層網(wǎng)絡(luò)，在上圖的拓?fù)渲?，無(wú)法在VLAN10和VLAN20之間作上述遷移④傳統(tǒng)架構(gòu)下，當(dāng)存在大量東西向流量時(shí)，匯聚交換機(jī)和核心交換機(jī)的壓力會(huì)大大增加，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和性能也就限制在了匯聚層和核心層。要支持大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，就必須有性能最好，端口密度最大的匯聚層核心層設(shè)備，這樣的設(shè)備成本高，不是所有企業(yè)都買(mǎi)得起，且必須在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)就預(yù)先規(guī)劃好網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小時(shí)，會(huì)造成資源的浪費(fèi)，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大時(shí)，擴(kuò)容也比較困難，因而讓企事業(yè)單位陷入了成本和可擴(kuò)展性的兩難選擇之中。數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，百家號(hào)，西南證券整理數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)核心層匯聚層接入層141.4.2

數(shù)據(jù)中心交換機(jī)——葉脊結(jié)構(gòu)葉脊結(jié)構(gòu)（分布式核心網(wǎng)絡(luò)）架構(gòu)：Spine-Leaf

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，也稱(chēng)為分布式核心網(wǎng)絡(luò)，由于這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)源于交換機(jī)內(nèi)部的

Switch

Fabric，因此也被稱(chēng)為Fabric

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同屬于

CLOS

網(wǎng)絡(luò)模型。事實(shí)已經(jīng)證明，Spine-Leaf

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以提供高帶寬、低延遲、非阻塞的服務(wù)器到服務(wù)器連接。數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，百家號(hào)，西南證券整理數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由Spine和Leaf這兩個(gè)交換層組成Leaf層由訪問(wèn)交換機(jī)組成，匯聚來(lái)自服務(wù)器的流量，并直接連接到Spine或網(wǎng)絡(luò)核心。Spine交換機(jī)在全網(wǎng)格拓?fù)渲谢ミB所有Leaf交換機(jī)。上圖中，綠色節(jié)點(diǎn)代表交換機(jī)，灰色節(jié)點(diǎn)代表服務(wù)器。在綠色節(jié)點(diǎn)中，最上面的是Spine節(jié)點(diǎn)，下面是Leaf節(jié)點(diǎn)。Spine-Leaf架構(gòu)更適合滿(mǎn)足現(xiàn)代應(yīng)用程序的需求扁平化：扁平化設(shè)計(jì)縮短服務(wù)器之間的通信路徑，從而降低延遲，可以顯著提高應(yīng)用程序和服務(wù)性能。易擴(kuò)展：如果

Spine

交換機(jī)的帶寬不足，我們只需要增加

Spine

節(jié)點(diǎn)數(shù)，也可以提供路徑上的負(fù)載均衡；如果接入連接不足，則只需增加Leaf

節(jié)點(diǎn)數(shù)。低收斂比：容易實(shí)現(xiàn)

1:X

甚至是無(wú)阻塞的

1:1

的收斂比，而且通過(guò)增加

Spine

和

Leaf

設(shè)備間的鏈路帶寬也可以降低鏈路收斂比。簡(jiǎn)化管理：葉脊結(jié)構(gòu)可以在無(wú)環(huán)路環(huán)境中使用全網(wǎng)格中的每個(gè)鏈路并進(jìn)行負(fù)載平衡，這種等價(jià)多路徑設(shè)計(jì)，在使用

SDN

等集中式網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)時(shí)處于最佳狀態(tài)。邊緣流量處理：隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等業(yè)務(wù)的興起，接入層壓力劇增，可能有數(shù)千個(gè)傳感器和設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)邊緣連接并產(chǎn)生大量流量。Leaf

可以在接入層處理連接，Spine

保證節(jié)點(diǎn)內(nèi)的任意兩個(gè)端口之間提供延遲非常低的無(wú)阻塞性能，從而實(shí)現(xiàn)從接入到云平臺(tái)的敏捷服務(wù)。多云管理：數(shù)據(jù)中心或云之間通過(guò)Leaf

Spine

架構(gòu)仍可以實(shí)現(xiàn)高性能、高容錯(cuò)等優(yōu)勢(shì)，而多云管理策略也逐漸成為企業(yè)的必選項(xiàng)。數(shù)據(jù)中心葉脊結(jié)構(gòu)151.4.3

工業(yè)級(jí)交換機(jī)定義和應(yīng)用場(chǎng)景電力行業(yè)交通領(lǐng)域新能源行業(yè)綜合管廊

工業(yè)交換機(jī)四大應(yīng)用場(chǎng)景 工業(yè)交換機(jī)運(yùn)用于電力企業(yè)時(shí)，會(huì)集中化運(yùn)用于包含熱電廠、風(fēng)能發(fā)電、電力網(wǎng)基本建設(shè)三個(gè)行業(yè)。在大中型熱電廠中，伴隨著電氣設(shè)備的增加和自動(dòng)化技術(shù)全過(guò)程的復(fù)雜，對(duì)輔控機(jī)器設(shè)備的數(shù)據(jù)收集和監(jiān)測(cè)的需求也日益嚴(yán)苛，大中型火電站的定額比例法生產(chǎn)車(chē)間都由水系、煤網(wǎng)、灰網(wǎng)構(gòu)成，通稱(chēng)輔網(wǎng)。每一網(wǎng)都能夠單獨(dú)變成一個(gè)系統(tǒng)，每一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)性分散化比如對(duì)發(fā)電廠自來(lái)水、煤、灰的處置中。針對(duì)這種生產(chǎn)制造網(wǎng)而言，都必須同幾臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)承擔(dān)控制室、技術(shù)工程師站和維護(hù)系統(tǒng)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)等部位的網(wǎng)絡(luò)冗余通信。交通出行領(lǐng)域是工業(yè)交換機(jī)第二大運(yùn)用領(lǐng)域。近些年，鐵路、城市城市軌道項(xiàng)目投資不斷提升，道路等交通出行行業(yè)智能化系統(tǒng)和信息化水平進(jìn)一步加重，交通出行領(lǐng)域工業(yè)交換機(jī)銷(xiāo)售市場(chǎng)維持連續(xù)的快速提高。工業(yè)交換機(jī)在地鐵站中的使用主要是在PIS(旅客信息)系統(tǒng)，AFC(全自動(dòng)售驗(yàn)票)系統(tǒng)和ISCS(綜合性監(jiān)管)系統(tǒng)。關(guān)鍵使用在中間主控室、地鐵站專(zhuān)用型通訊安全通道、地鐵站監(jiān)控系統(tǒng)及地鐵站上的信息終端設(shè)備上；關(guān)鍵在鐵路新創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)一部分及傳統(tǒng)式路線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)更新改造，一樣也是用在鐵路信號(hào)操縱，火車(chē)編隊(duì)，鐵路線(xiàn)開(kāi)關(guān)電源監(jiān)管，鐵路線(xiàn)AFC(全自動(dòng)售驗(yàn)票)等系統(tǒng)中，再加上火車(chē)車(chē)截互聯(lián)網(wǎng)部位的運(yùn)用。伴隨著中國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電/風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈快速的發(fā)展趨勢(shì)，規(guī)?；奶?yáng)能發(fā)電/風(fēng)力發(fā)電發(fā)電廠在我國(guó)逐漸相繼修建和交付使用。太陽(yáng)能發(fā)電站中涉及的監(jiān)控系統(tǒng)類(lèi)型較多，包含太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)有關(guān)的太陽(yáng)能發(fā)電組串逆變電源、環(huán)境檢測(cè)儀；智能安防設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、計(jì)量檢定設(shè)備等。光伏電站監(jiān)管系統(tǒng)對(duì)發(fā)電廠運(yùn)作時(shí)一些主要參數(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，立即操縱逆變電源的運(yùn)作情況，獲得發(fā)電廠中其它設(shè)施的工作環(huán)境并操縱這種機(jī)器設(shè)備，達(dá)到電力網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)對(duì)發(fā)電廠的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)定。風(fēng)力發(fā)電互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體互聯(lián)網(wǎng)，關(guān)鍵傳送業(yè)務(wù)流程有電力工程SCADA、線(xiàn)上震動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)，離心風(fēng)機(jī)主控芯片系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)變槳操縱系統(tǒng)等，在核心主機(jī)房根據(jù)以太網(wǎng)接口互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)每強(qiáng)臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和操縱離心風(fēng)機(jī)槳葉方位和戶(hù)外監(jiān)管。伴隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展水準(zhǔn)的持續(xù)提升

，伴隨著綜合管廊基本建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，綜合管廊資金投入執(zhí)行后所造成的監(jiān)管經(jīng)營(yíng)維護(hù)保養(yǎng)難題亦變成了綜合管廊基本建設(shè)及經(jīng)營(yíng)部門(mén)的聚焦點(diǎn)，“城市地底綜合管廊運(yùn)維服務(wù)系統(tǒng)”根據(jù)GIS的數(shù)據(jù)可視化綜合性集成化服務(wù)平臺(tái)，是城市綜合管廊關(guān)鍵運(yùn)用系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)成部分，關(guān)鍵包含對(duì)管廊內(nèi)部自然環(huán)境（溫度濕度、易燃?xì)怏w、有害氣體、存水狀況等的檢測(cè)），管廊通道及里面的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，管廊排風(fēng)系統(tǒng)系統(tǒng)的監(jiān)管，管廊照明燈具系統(tǒng)的監(jiān)管等。工業(yè)交換機(jī)，也稱(chēng)之為工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，即廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)的工業(yè)交換機(jī)設(shè)備，因?yàn)樗捎玫木W(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)其開(kāi)放性好、用途廣泛，適應(yīng)于低溫高溫，抗電磁干擾強(qiáng)，防鹽霧，抗震性能強(qiáng)。其使用的是透明而統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議，以太網(wǎng)已經(jīng)是工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)的主要通信標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)交換機(jī)具備電信級(jí)性能特征，可承受苛刻的工作環(huán)境。產(chǎn)品系列豐富多彩，端口配置靈活，可以滿(mǎn)足各類(lèi)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用需要。產(chǎn)品選用寬溫設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)不低于IP30，支持標(biāo)準(zhǔn)及私域的環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議。數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，西南證券整理161.4.4

工業(yè)交換機(jī)和商用交換機(jī)設(shè)計(jì)區(qū)別數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，知乎，西南證券整理項(xiàng)目工業(yè)交換機(jī)商業(yè)交換機(jī)環(huán)境適應(yīng)性氣候環(huán)境可靠性耐溫范圍：-40-85℃；4%-100%濕度；防霉防潮防鹽霧。耐溫范圍：0-55℃；10%-90%濕度；無(wú)防霉防潮防腐機(jī)械環(huán)境可靠性防摔、防震包裝防摔電磁環(huán)境可靠性工業(yè)三級(jí)、四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)最高工業(yè)三級(jí)高海拔環(huán)境可靠性支持海拔5km2km以下功能可用性預(yù)知和告警功能支持事件預(yù)知；支持告警功能。無(wú)事件預(yù)知；無(wú)告警功能。冗余設(shè)計(jì)電源冗余；存儲(chǔ)冗余；支持冗余組網(wǎng)。單電源；單存儲(chǔ)；星型組網(wǎng)。使用壽命10年以上3-5年設(shè)計(jì)區(qū)別器件選型工業(yè)級(jí)高品質(zhì)器件；30%以上障額商業(yè)級(jí)器件；10%以上降額電磁防護(hù)高等級(jí)防護(hù)；多級(jí)防護(hù)；電磁屏蔽。普通防護(hù)；單級(jí)防護(hù)；無(wú)電磁屏蔽。冗余設(shè)計(jì)電源冗余；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余。單電源；單存儲(chǔ)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般使用鋁合金外殼；高可靠安裝：采用卡軌式、機(jī)架式和異形結(jié)構(gòu)；高IP防護(hù)：IP30-IP67；自然散熱要求：密閉設(shè)計(jì)和適應(yīng)各種安裝環(huán)境。一般使用塑殼或者鈑金；安裝方式：桌面式、機(jī)架式和手持；低IP防護(hù)：IP20-IP30；散熱要求：開(kāi)孔散熱和需要優(yōu)良安裝環(huán)境。和商用交換機(jī)的區(qū)別相比：以太網(wǎng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，因其選用載波通信監(jiān)聽(tīng)時(shí)分復(fù)用沖突檢測(cè)（CSMA/CD機(jī)制），在繁雜的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中運(yùn)用，其穩(wěn)定性大幅度降低，進(jìn)而導(dǎo)致以太網(wǎng)無(wú)法使用。工業(yè)交換機(jī)選用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換交換方式，同時(shí)提高以太網(wǎng)通信速度（支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，如千兆以太網(wǎng)（1

Gbps）或萬(wàn)兆以太網(wǎng)（10Gbps）。），而且內(nèi)置智能報(bào)警設(shè)計(jì)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況，使得在極端危險(xiǎn)的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中確保以太網(wǎng)可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。171.4.5

工業(yè)交換機(jī)認(rèn)證要求名稱(chēng)認(rèn)證內(nèi)容防霉防潮防腐認(rèn)證GJB-150濕熱試驗(yàn)：濕熱試驗(yàn)是航空、汽車(chē)、家電、科研等領(lǐng)域常規(guī)的測(cè)試項(xiàng)目，用于測(cè)試和確定電工、電子及其他產(chǎn)品及材料進(jìn)行高溫、低溫、交變濕熱或恒定試驗(yàn)的溫度環(huán)境變化后的參數(shù)及性能；恒定濕熱試驗(yàn)的溫度環(huán)境變化后的參數(shù)及性能。GJB-150霉菌試驗(yàn)：霉菌試驗(yàn)是檢測(cè)產(chǎn)品抗霉菌的能力和在有利于霉菌生長(zhǎng)的條件下（即高濕溫暖的環(huán)境中和有無(wú)機(jī)鹽存在的條件下），設(shè)備是否受到霉菌的有害影響。GJB-150鹽霧試驗(yàn)：鹽霧試驗(yàn)是一種主要利用鹽霧試驗(yàn)設(shè)備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來(lái)考核產(chǎn)品或金屬材料的耐鹽霧腐蝕質(zhì)量，而鹽霧試驗(yàn)結(jié)果判定是否正確合理，是正確衡量產(chǎn)品或金屬抗鹽霧腐蝕質(zhì)量的關(guān)鍵。鹽霧試驗(yàn)結(jié)果判定方法有：評(píng)級(jí)判定法、稱(chēng)重判定法、腐蝕物出現(xiàn)判定法、腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法。CCC國(guó)家認(rèn)證中國(guó)強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證制度，要求工業(yè)交換機(jī)符合中國(guó)國(guó)家安全、衛(wèi)生、環(huán)保等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。EMC認(rèn)證工業(yè)交換機(jī)應(yīng)通過(guò)電磁兼容測(cè)試（Electromagnetic

Compatibility），保證其在不同的電磁環(huán)境下都可以正常工作，并且不會(huì)對(duì)其他設(shè)備造成干擾。其中軌道交通EMC標(biāo)準(zhǔn)EN50155：2017適用于安裝在鐵路車(chē)輛上的所有控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)、診斷、能源供應(yīng)等電子設(shè)備。在EN

50155：2017標(biāo)準(zhǔn)中，所有EMC測(cè)試均按照EN

50121-3-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。根據(jù)EN

50121-3-2的要求，EMC測(cè)試分為發(fā)射測(cè)試（Emission

Test）和免疫要求（Immunity

requirements）兩部分。中國(guó)防爆認(rèn)證中國(guó)防爆認(rèn)證是國(guó)家對(duì)使用于爆炸性場(chǎng)所的防爆產(chǎn)品（包括電氣產(chǎn)品和非電氣產(chǎn)品）進(jìn)行的一項(xiàng)符合性的檢驗(yàn)，對(duì)符合國(guó)家GB3836標(biāo)準(zhǔn)的防爆產(chǎn)品出具防爆合格證。目前中國(guó)的防爆認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)基本等同于國(guó)際IEC60079標(biāo)準(zhǔn)體系。煤安認(rèn)證煤安認(rèn)證是煤礦安全認(rèn)證的簡(jiǎn)稱(chēng)。2007年國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布了《煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志暫行辦法》等文件，對(duì)井工煤礦用設(shè)備、儀器、儀表等設(shè)施實(shí)行安全生產(chǎn)認(rèn)證制度，有效地遏制了偽劣產(chǎn)品進(jìn)入井下。國(guó)際認(rèn)證UL、CE、FCC、RoHS、REACH、IRIS；以及國(guó)際防爆認(rèn)證：國(guó)際IECE認(rèn)證，歐盟ATEX認(rèn)證和北美防爆認(rèn)證等工業(yè)交換機(jī)因?yàn)閼?yīng)用及市場(chǎng)定位的關(guān)聯(lián)，差別于普通交換機(jī)，它更關(guān)心可靠性，穩(wěn)定性，耐熱，耐震動(dòng)，抗腐蝕等一些工業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)。工業(yè)生產(chǎn)以太網(wǎng)交換機(jī)因其較高的防護(hù)等級(jí)（一般IP40)、較強(qiáng)的電磁兼容性（EMS

四級(jí)）、好的工作特性而運(yùn)用在一些自然環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的制造業(yè)當(dāng)場(chǎng)，為工業(yè)生產(chǎn)通訊給予充分的確保。數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN

，ITPUB博客，知乎，西南證券整理181.5

交換機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中游：交換機(jī)生產(chǎn)下游數(shù)據(jù)來(lái)源：公司官網(wǎng)，西南證券整理電信運(yùn)營(yíng)商商用交換機(jī)交換機(jī)代工工業(yè)交換機(jī)云服務(wù)供應(yīng)商IDC數(shù)據(jù)中心上游：芯片和元件以太網(wǎng)交換芯片和CPU/PHY芯片電子元器件等光模塊光芯片交換機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括芯片、元器件、光模塊、電路板、電源模塊和結(jié)構(gòu)件等元件；中游按照終端應(yīng)用場(chǎng)景，可分為無(wú)管理交換機(jī)、二層管理交換機(jī)、三層管理交換機(jī)、PoE交換機(jī)、工業(yè)交換機(jī)和數(shù)據(jù)中心交換機(jī)等；下游應(yīng)用于電信運(yùn)營(yíng)、云服務(wù)、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。19目 錄一、交換機(jī)概述二、交換機(jī)行業(yè)分析政策介紹市場(chǎng)規(guī)模及競(jìng)爭(zhēng)格局交換機(jī)技術(shù)趨勢(shì)以太網(wǎng)交換機(jī)VSIB交換機(jī)三、交換機(jī)重點(diǎn)公司分析20數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)政府網(wǎng)，工信部，發(fā)改委，

西南證券整理2.1

政策介紹日期文件名稱(chēng)機(jī)構(gòu)核心要點(diǎn)2023.02《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》中共中央、國(guó)務(wù)院政務(wù)數(shù)字化智能化水平明顯提升，打通數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施大動(dòng)脈。加快5G網(wǎng)絡(luò)與千兆光網(wǎng)協(xié)同建設(shè)，深入推進(jìn)IPv6規(guī)模部署和應(yīng)用，系統(tǒng)優(yōu)化算力基礎(chǔ)設(shè)施布局，促進(jìn)東西部算力高效互補(bǔ)和協(xié)同聯(lián)動(dòng)，引導(dǎo)通用數(shù)據(jù)中心、超算中心、智能計(jì)算中心、邊緣數(shù)據(jù)中心等合理梯次布局整體提升應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施水平，加強(qiáng)傳統(tǒng)基礎(chǔ)

設(shè)施數(shù)字化、智能化改造。2022.02《政府工作報(bào)告》國(guó)務(wù)院加強(qiáng)數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局。建設(shè)數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施，逐步構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系，推進(jìn)5G規(guī)?；瘧?yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，發(fā)展智慧城市、數(shù)字鄉(xiāng)村。加快發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，培育壯大集成電路、人工智能等數(shù)字產(chǎn)業(yè)，提升關(guān)鍵軟硬件技術(shù)創(chuàng)新和供給能力。2022.02《國(guó)家發(fā)展改革委等部門(mén)關(guān)于同意京2022.02 津冀地區(qū)啟動(dòng)建設(shè)全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)的復(fù)函》等發(fā)改委等同意啟動(dòng)八大算力樞紐節(jié)點(diǎn)建設(shè)并規(guī)劃十大數(shù)據(jù)中心集群，正式啟動(dòng)?xùn)|數(shù)西算工程。2022.01《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》國(guó)務(wù)院布局八大算力樞紐，推進(jìn)云網(wǎng)協(xié)同，統(tǒng)籌算力和智能調(diào)度，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心。2021.07《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》工信部計(jì)劃用三年時(shí)間形成與數(shù)字經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局，建設(shè)全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)逐步降低電能利用效率。2021.05《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體

系算力樞紐實(shí)施方案》發(fā)改委等建設(shè)全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)樞紐節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)，推動(dòng)老舊基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型升級(jí)。2020.12《關(guān)于加快構(gòu)建全國(guó)

一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》發(fā)改委等到2025年，全國(guó)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心形成布局合理、綠色集約的一體化格局，圍繞京津冀等重點(diǎn)區(qū)域建設(shè)大數(shù)據(jù)中心樞紐節(jié)點(diǎn)，完善配套基礎(chǔ)設(shè)施，深化大數(shù)據(jù)應(yīng)用創(chuàng)新。。，中共中央、工信部和發(fā)改委出臺(tái)政策支持，數(shù)字經(jīng)濟(jì)需求提升，數(shù)字中國(guó)建設(shè)規(guī)劃得到加強(qiáng)。規(guī)劃到2035年，中國(guó)數(shù)字化發(fā)展水平進(jìn)入世界前列，數(shù)字中國(guó)建設(shè)取得重大成就。數(shù)字中國(guó)建設(shè)體系化布局更加科學(xué)完備，經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會(huì)、生態(tài)文明建設(shè)各領(lǐng)域數(shù)字化發(fā)展更加協(xié)調(diào)充分，有力支撐全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家。21數(shù)據(jù)來(lái)源：IDC，西南證券整理2.2

交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模全球市場(chǎng)規(guī)模：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年，全球交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為3080億元，同比增長(zhǎng)17.0%。預(yù)計(jì)2023年可達(dá)3220億元，2027年可達(dá)3770億元，預(yù)測(cè)2022-2027年CAGR約為4.6%。中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為591億元，同比增長(zhǎng)9.5%，占全球交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模的19.2%；預(yù)計(jì)2023年可達(dá)645億元；預(yù)計(jì)未來(lái)5年增速高于全球增速，穩(wěn)定在7.0%-9.0%，據(jù)測(cè)算，2027年中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為878億元，占全球交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模的23.3%。全球交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模（億元）國(guó)內(nèi)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模（億元）3080.03770.00500100015002000250030003500400020222027E全球規(guī)模591.0878.0100090080070060050040030020010002022 2027E國(guó)內(nèi)規(guī)模264.0335.010050015020040035030025020222027E園區(qū)1640.11849.915001550160016501700175018001850190020222027E園區(qū)22數(shù)據(jù)來(lái)源：IDC，

西南證券整理2.2.1

園區(qū)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模全球規(guī)模：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年全球園區(qū)企業(yè)交換機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1640億元，同比增長(zhǎng)14.9%，預(yù)計(jì)2027年達(dá)到1850億元，2022-2027年CAGR約為2.4%；Dell’Oro數(shù)據(jù)表明由于園區(qū)交換機(jī)大量的積壓釋放，以及伴隨更高的價(jià)格推動(dòng)，

2023年Q1全球園區(qū)交換機(jī)銷(xiāo)售額增長(zhǎng)了40.0%

，

且增長(zhǎng)趨勢(shì)有望延續(xù)。國(guó)內(nèi)規(guī)模：2020至今我國(guó)園區(qū)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定上升，2022年中國(guó)園區(qū)企業(yè)交換機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到264億元，預(yù)計(jì)2027年達(dá)到335億元，2022-2027年CAGR約為4.9%。分速率全球市場(chǎng)：低速率的園區(qū)企業(yè)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)會(huì)下降，高速率的園區(qū)企業(yè)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)穩(wěn)健增長(zhǎng)

。其中10G速率的園區(qū)企業(yè)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模會(huì)從2022年的365億元預(yù)計(jì)上升至2027年的537億元，2022-2027年CAGR約為8.0%，占據(jù)大部分市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)：100Mb近幾年的規(guī)模大幅下降，1000Mb速率交換機(jī)規(guī)模持續(xù)上升，但預(yù)計(jì)未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模會(huì)下降。全球園區(qū)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模（億元）國(guó)內(nèi)園區(qū)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模（億元）1442.21918.00500100015002000250020222027E數(shù)據(jù)中心23數(shù)據(jù)來(lái)源：IDC，

西南證券整理2.2.2

數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模全球規(guī)模：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，

2022年全球市場(chǎng)達(dá)到1442億元，同比增長(zhǎng)19.5%，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到1918億元，2022-2027年CAGR約為5.9%；全球市場(chǎng)增速開(kāi)始為負(fù)后大幅度增加，2022年增速高達(dá)19.5%，預(yù)計(jì)未來(lái)5年增速會(huì)穩(wěn)定在5.0%-7.0%。國(guó)內(nèi)規(guī)模：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，

2022年中國(guó)市場(chǎng)達(dá)到247億元，同比增長(zhǎng)12.7%，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到414億元，2022-2027年CAGR約為10.9%。中國(guó)市場(chǎng)增速2022年增速為12.7%，略低于全球增速，但預(yù)計(jì)未來(lái)5年增速增加穩(wěn)定在8.0%-12.0%左右，明顯高于全球增速。分速率看：100G及以上會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位全球市場(chǎng)：10Gb、40Gb、100Gb速率數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模會(huì)下降，200/400G速率的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)未來(lái)規(guī)模會(huì)大幅度提升，預(yù)計(jì)2027年的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到913億元。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)：

10Gb、40Gb速率的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)近幾年的規(guī)模不斷下降，且預(yù)計(jì)未來(lái)5年市場(chǎng)規(guī)模會(huì)進(jìn)一步縮減；25Gb/50Gb、100Gb、200/400G速率的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)預(yù)計(jì)未來(lái)規(guī)模會(huì)不斷提升。200/400GB型號(hào)的快速增長(zhǎng)拉動(dòng)全球數(shù)據(jù)中心用交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模快速增長(zhǎng)，200/400GB型號(hào)預(yù)計(jì)從2022年23億美元增長(zhǎng)到2027年127億美元，CAGR約為40.2%。全球數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模（億元）國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模（億元）不同速率數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模（億元）246.8414.3010020030040050020222027E數(shù)據(jù)中心78.0269.550025020015010030020222027E工業(yè)237.8337.305010015020025030035040020222027E工業(yè)24數(shù)據(jù)來(lái)源：IDC，西南證券整理2.2.3

工業(yè)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模全球規(guī)模：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)估值為238億元，2022-2027CAGR約為7.3%，預(yù)計(jì)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)價(jià)值將于2027年達(dá)到338億元。國(guó)內(nèi)規(guī)模：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)工業(yè)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為78億元，預(yù)計(jì)2023年我國(guó)工業(yè)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)近100億元，預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)規(guī)模超160億元，根據(jù)測(cè)算2027年可達(dá)270億元，2022-2027年CAGR約為28.2%。國(guó)際廠商仍然占據(jù)主要市場(chǎng)份額，國(guó)產(chǎn)廠商具備較大國(guó)產(chǎn)替代空間。全球工業(yè)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模（億元）國(guó)內(nèi)工業(yè)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模（億元）252.2.4

交換機(jī)競(jìng)爭(zhēng)格局國(guó)內(nèi)明星產(chǎn)品介紹：華為：園區(qū)交換機(jī)：目前主要產(chǎn)品有CloudEngine

S6700系列交換機(jī)、S2700系列敏捷交換機(jī)、CloudEngine

S12700E系列交換機(jī)、CloudEngine

S5731-H系列光電混合交換機(jī)。數(shù)據(jù)中心交換機(jī)：目前主要產(chǎn)品有CloudEngine

16800系列數(shù)據(jù)中心交換機(jī)、CloudEngine

9800系列數(shù)據(jù)中心交換機(jī)、CloudEngine

8800系列數(shù)據(jù)中心交換機(jī)和CloudEngine

6800系列數(shù)據(jù)中心交換機(jī)。新華三：數(shù)據(jù)中心交換機(jī)：公司推出全球首款單芯片51.2T

800G

CPO硅光交換機(jī)，適用于AIGC集群或數(shù)據(jù)中心高性能核心交換等業(yè)務(wù)場(chǎng)景，以及800G標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)、DDC交換機(jī)、新一代智算AI核心交換機(jī)等多款全新一代數(shù)據(jù)中心交換機(jī)產(chǎn)品；工業(yè)交換機(jī)：發(fā)布自主研發(fā)設(shè)計(jì)的業(yè)界首款本安型萬(wàn)兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。銳捷網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)中心交換機(jī)領(lǐng)域，推出新一代400G數(shù)據(jù)中心核心交換機(jī)，滿(mǎn)配整機(jī)功耗對(duì)比上一代芯片方案降低25%。數(shù)據(jù)來(lái)源：

theNextPlatform

，IDC，華為官網(wǎng)，新華三官網(wǎng)，銳捷網(wǎng)絡(luò)官網(wǎng)，西南證券整理截至2021年中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局國(guó)外市場(chǎng)——思科一家獨(dú)大，Arista成長(zhǎng)迅速據(jù)theNextPlatform測(cè)算，2023Q1思科占據(jù)46.0%的市場(chǎng)份額，約46.1億美元，同比增長(zhǎng)33.7%。Arista憑借在數(shù)據(jù)中心的出色表現(xiàn)，2023Q1收入11.5億美元，同比增長(zhǎng)61.6%。盈利能力方面，思科和Arista毛利率均接近60.0%。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)——呈現(xiàn)寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)前五大品牌廠商分別為華為、新華三、銳捷網(wǎng)絡(luò)、思科和邁普技術(shù)，其市場(chǎng)份額分別為40.0%、36.2%、12.2%、5.4%和1.5%，前五大廠商集中度達(dá)到95.3%。40.0%36.2%12.2%1.5%5.4%

4.7%華為新華三銳捷網(wǎng)絡(luò)思科邁普技術(shù)其他數(shù)據(jù)來(lái)源：CSDN，西南證券整理

262.3

交換機(jī)技術(shù)趨勢(shì)趨勢(shì)一：無(wú)損數(shù)據(jù)中心解決方案隨著高速率交換機(jī)的需求增加，無(wú)損數(shù)據(jù)中心解決方案（RDMA)將推動(dòng)高速率交換機(jī)的升級(jí)和發(fā)展。無(wú)損數(shù)據(jù)中心解決方案，簡(jiǎn)稱(chēng)RDMA(RemoteDirectMemoryAccess)技術(shù)是為了解決網(wǎng)絡(luò)傳輸中服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理的延遲而產(chǎn)生的技術(shù)。傳統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧處理時(shí)延大，服務(wù)器CPU負(fù)載居高不下，RDMA可以將用戶(hù)應(yīng)用數(shù)據(jù)直接傳入服務(wù)器存儲(chǔ)區(qū)，解決時(shí)延問(wèn)題。RDMA網(wǎng)絡(luò)目前應(yīng)用比較廣泛的是InfiniBand（英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)核心技術(shù)）和RoCE(RDMAoverConverged

Ethernet)。趨勢(shì)二：白盒交換機(jī)白盒交換機(jī)更具可編程性和靈活性，將成為未來(lái)主流。白盒交換機(jī)采用開(kāi)放的設(shè)備架構(gòu)和軟硬解耦的思想，提升了設(shè)備可編程性、靈活性，可以有效支撐未來(lái)新型業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)可定制、高性能、可編程、確定性的需求，在網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略發(fā)展中具有重要地位。全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩及AIGC算力成本高昂的背景下，白盒交換機(jī)成本低、開(kāi)放性高、操作難度小的優(yōu)勢(shì)將會(huì)更加突出。在白盒交換機(jī)架構(gòu)下增加芯片接口層，將交換芯片的硬件功能封裝為統(tǒng)一的接口，采用開(kāi)放的設(shè)備架構(gòu)和軟硬解耦思想，降低購(gòu)置開(kāi)發(fā)成本。趨勢(shì)三：CPO硅光技術(shù)CPO硅光技術(shù)有利于減少高速電通的損耗和管控成本，具備高級(jí)程度的CPO技術(shù)正迎來(lái)其發(fā)展黃金期。硅光技術(shù)是業(yè)界熱議的話(huà)題之一，代表著光子技術(shù)的一個(gè)前沿發(fā)展方向，即利用硅光的低成本和高速特性進(jìn)行光通信技術(shù)的研究。CPO技術(shù)的核心在于將微型光學(xué)元件（如激光器、光調(diào)制器、接收器等）直接封裝到芯片上，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)和電學(xué)之間的高效耦合和緊密集成。相較于傳統(tǒng)的光學(xué)封裝方式，CPO技術(shù)在更高的速率、更低的功耗、更小的體積以及更大的集成度上具有優(yōu)勢(shì)。目前，硅光技術(shù)有兩個(gè)主要發(fā)展路線(xiàn)：CPO（Co-Packaged

Optics）光電共封裝和NPO（Near

Packaged

Optics）光電近封裝。這兩種方案都能夠在提升數(shù)據(jù)中心性能的同時(shí)顯著降低能耗并且?guī)椭髽I(yè)管控成本。數(shù)據(jù)來(lái)源：盛科通信官網(wǎng)，裕太微官網(wǎng)，CSDN，西南證券整理

272.3

交換機(jī)技術(shù)趨勢(shì)趨勢(shì)五：TSN解決方案TSN是解決大帶寬的新技術(shù)，同時(shí)TSN+OPC

UA將解決協(xié)議碎片化問(wèn)題，有望加速應(yīng)用。TSN可以為網(wǎng)絡(luò)連接提供準(zhǔn)確的時(shí)間同步和時(shí)間關(guān)鍵數(shù)據(jù)及時(shí)性的保證。作為下一代工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，保證了來(lái)自不同供應(yīng)商的設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)級(jí)兼容性。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級(jí)，TSN通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)配置分發(fā)給設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度接口，支持確定性通信。消息的定時(shí)釋放確保了網(wǎng)絡(luò)中的延遲可以被確定性地預(yù)測(cè)和管理。TSN與

OPC

UA的融合有助于解決工業(yè)通信協(xié)議碎片化的問(wèn)題。TSN技術(shù)基于以太網(wǎng)提供了一套數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，解決了網(wǎng)絡(luò)通訊中數(shù)據(jù)傳輸及獲取的可靠性和確定性的問(wèn)題；OPC

UA則提供一套通用的數(shù)據(jù)解析機(jī)制，解決系統(tǒng)互操作的復(fù)雜性問(wèn)題。因此TSN

能把PROFINET等實(shí)時(shí)以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和OPC

UA共享到同一個(gè)通信設(shè)施上，有助于解決工業(yè)通信協(xié)議碎片化的問(wèn)題。趨勢(shì)六：國(guó)產(chǎn)芯片逐漸崛起全球以太網(wǎng)物理芯片市場(chǎng)格局表現(xiàn)為國(guó)際廠商占比高，國(guó)內(nèi)芯片制造商自主逐步完善，正在逐漸崛起。盛科通信是國(guó)內(nèi)典型的以太網(wǎng)交換芯片企業(yè)，專(zhuān)注于研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷(xiāo)售。公司推出多樣化的產(chǎn)品系列，包括高達(dá)2.4Tbps的TsingMa.MX系列和1.2Tbps的GoldenGate系列，支持400G和100G端口速率，同時(shí)兼容5G承載和數(shù)據(jù)中心特性。在研發(fā)Arctic系列方面，面向超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，支持最大800G端口速率，并整合了增強(qiáng)安全互聯(lián)、可視化和可編程等先進(jìn)特性。裕太微成立于2017年，是一家專(zhuān)注于以太網(wǎng)物理層芯片的企業(yè)。主要生產(chǎn)百兆和千兆的單口及多口以太網(wǎng)物理層芯片，廣泛應(yīng)用于信息通信、汽車(chē)電子、消費(fèi)電子、監(jiān)控設(shè)備、工業(yè)控制等領(lǐng)域。未來(lái)，公司計(jì)劃推出更高速率的物理層芯片，包括已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的2.5G物理層產(chǎn)品。同時(shí)，裕太微逐步擴(kuò)展到上層網(wǎng)絡(luò)處理產(chǎn)品，如以太網(wǎng)交換芯片、網(wǎng)卡芯片、車(chē)載網(wǎng)關(guān)等。趨勢(shì)四：液冷交換機(jī)數(shù)據(jù)中心加快建設(shè)對(duì)散熱和能耗提出更高要求，液冷交換機(jī)方案幫助數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)低能耗。數(shù)據(jù)中心能耗占比中，散熱系統(tǒng)能耗平均高達(dá)33%，因?yàn)閭鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)中心采用的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)是以比熱容很低的空氣作為載冷媒介液冷交換機(jī)通過(guò)液體冷卻系統(tǒng)將散熱液引入設(shè)備內(nèi)部，吸收熱量，然后將熱液導(dǎo)出設(shè)備，在外部冷卻。這有效降低設(shè)備溫度，提高性能，確保高效運(yùn)行。當(dāng)前液冷技術(shù)主要分為單相液冷和兩相液冷,單相液冷復(fù)雜度更低更易實(shí)現(xiàn),單相液冷分為冷板式液冷和浸沒(méi)式液冷，沉浸式液冷方案更勝一籌。2.4.1

以太網(wǎng)交換機(jī)VSInfiniBand交換機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)源：

英偉達(dá)官網(wǎng)，CSDN，西南證券整理

28InfiniBand網(wǎng)絡(luò)解決方案優(yōu)勢(shì)明顯，短期與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案并存發(fā)展：InfiniBand網(wǎng)絡(luò)解決方案再網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)自愈、服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞矫婢哂性鰪?qiáng)功能，可以廣泛應(yīng)用在AI模型訓(xùn)練、HPC等先進(jìn)計(jì)算場(chǎng)景。InfiniBand交換機(jī)兼容性較差，難以和大多數(shù)以太網(wǎng)設(shè)備，例如網(wǎng)卡、線(xiàn)纜、交換機(jī)和路由器等，并且InfiniBand交換