網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理(清大)04交換機(jī)及其基本配置課件.ppt

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1、第4章交換機(jī)及其基本配置4.1概述4.1.1交換技術(shù)（1）端口交換模塊交換：將模塊進(jìn)行網(wǎng)段遷移。端口組交換：通常將模塊的端口劃分為若干個組，每組端口允許進(jìn)行網(wǎng)段遷移。端口級交換：支持每個端口在不同網(wǎng)段之間進(jìn)行遷移。（2）幀交換幀交換是目前應(yīng)用最廣的局域網(wǎng)交換技術(shù)，它通過對傳統(tǒng)傳輸介質(zhì)進(jìn)行微分段，提供并行傳送的機(jī)制，以減小沖突域，獲得高的帶寬。（3）信元交換信元交換是ATM網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，ATM采用固定長度為53個字節(jié)的信元交換，便于硬件實現(xiàn)，有利于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的實時性應(yīng)用。4.1.2交換機(jī)的工作原理1.交換機(jī)工作過程以太網(wǎng)交換機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)

2、及工作過程可用圖4-1表示。圖示中交換機(jī)有4個端口，其中端口1、2、3分別連接節(jié)點A、B、C，端口4連接共享的集線器，節(jié)點D、E共享端口4。當(dāng)節(jié)點A要向節(jié)點D發(fā)送信息時，節(jié)點A首先將目的MAC地址指向節(jié)點D的幀發(fā)往端口1，交換機(jī)收到該幀，并在檢測到其目的MAC地址后，在交換機(jī)端口地址映射表中查到節(jié)點D所在的端口號4，交換機(jī)端口1與端口4建立一條連接，將端口1接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)到端口4。當(dāng)節(jié)點C要向節(jié)點B發(fā)送信息時，節(jié)點C首先將目的MAC地址指向節(jié)點B的幀發(fā)往端口3，交換機(jī)收到該幀，并在檢測到其目的MAC地址后，在交換機(jī)端口地址映射表中

3、查到節(jié)點B的端口號2，在端口3與端口2之間建立連接，并將信息轉(zhuǎn)發(fā)到端口2。由此，在端口1與4及端口3與2之間建立了兩條并發(fā)連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)和交換。2.交換機(jī)地址學(xué)習(xí)交換機(jī)利用“地址學(xué)習(xí)”動態(tài)建立和維護(hù)端口/MAC地址映射表，即通過讀取幀的源地址并記錄幀進(jìn)入交換機(jī)的端口，建立端口/MAC地址映射表。當(dāng)?shù)玫組AC地址與端口的對應(yīng)關(guān)系后，交換機(jī)檢查地址映射表中是否已經(jīng)存在該對應(yīng)關(guān)系。若不存在，則將其加入到地址映射表；若已經(jīng)存在，則更新該表項。3.交換機(jī)通信過濾交換機(jī)端口接收數(shù)據(jù)幀后，通過端口/MAC地址映射表查找目的端口。若目的端

4、口與源端口不同，則將在源端口和目的端口之間建立連接，并將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)出去；若目的端口與源端口相同，則不建立連接，不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，而是將該數(shù)據(jù)幀拋棄。這就是以太網(wǎng)交換機(jī)的通信過濾功能。4.生成樹協(xié)議集線器可以按照水平或樹型結(jié)構(gòu)進(jìn)行級聯(lián)，但級聯(lián)不能形成環(huán)路。交換機(jī)除轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信息外，還執(zhí)行生成樹協(xié)議。通過實現(xiàn)生成樹協(xié)議，可以相互交換信息，并利用這些信息將網(wǎng)絡(luò)中的某些環(huán)路斷開，從而使網(wǎng)絡(luò)在邏輯上形成一種樹型結(jié)構(gòu)，避免網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息形成環(huán)路。4.1.3交換機(jī)的性能指標(biāo)1．端口2．傳輸速率3．傳輸介質(zhì)4．傳輸模式5．網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)6．交換方式7．背板帶寬

5、8．管理功能9．MAC地址容量4.1.4交換機(jī)的選購1.端口密度2.二層和三層交換機(jī)3.交換速率4.管理性能5.看伸縮性6.交換機(jī)的相關(guān)性能參數(shù)7.廠商品牌和售后服務(wù)4.1.5交換機(jī)與集線器的區(qū)別（1）在OSI／RM中的工作層次不同交換機(jī)和集線器在OSI／RM開放體系模型中對應(yīng)的層次就不一樣，集線器是同時工作在第一層（物理層）和第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而交換機(jī)至少是工作在第二層，更高級的交換機(jī)可以工作在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）和第四層（傳輸層）。（2）交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方式不同集線器的數(shù)據(jù)傳輸方式是廣播（broadcast）方式，而交換機(jī)的數(shù)據(jù)

6、傳輸是有目的的，數(shù)據(jù)只對目的節(jié)點發(fā)送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情況下第一次使用廣播方式發(fā)送，然后因為交換機(jī)具有MAC地址學(xué)習(xí)功能，第二次以后就不再是廣播發(fā)送了，又是有目的的發(fā)送。這樣的好處是數(shù)據(jù)傳輸效率提高，不會出現(xiàn)廣播風(fēng)暴，在安全性方面也不會出現(xiàn)其它節(jié)點偵聽的現(xiàn)象。（3）帶寬占用方式不同在帶寬占用方面，集線器所有端口是共享集線器的總帶寬，而交換機(jī)的每個端口都具有自己的帶寬，這樣就交換機(jī)實際上每個端口的帶寬比集線器端口可用帶寬要高許多，也就決定了交換機(jī)的傳輸速度比集線器要快許多。（4）傳輸模式不同集線器只能采用半雙工方式進(jìn)

7、行傳輸?shù)?，因為集線器是共享傳輸介質(zhì)的，這樣在上行通道上集線器一次只能傳輸一個任務(wù)，要么是接收數(shù)據(jù)，要么是發(fā)送數(shù)據(jù)。而交換機(jī)則不一樣，它是采用全雙工方式來傳輸數(shù)據(jù)的，因此在同一時刻可以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，這不但令數(shù)據(jù)的傳輸速度大大加快，而且在整個系統(tǒng)的吞吐量方面交換機(jī)比集線器至少要快一倍以上，因為它可以接收和發(fā)送同時進(jìn)行，實際上還遠(yuǎn)不止一倍，因為端口帶寬一般來說交換機(jī)比集線器也要寬許多倍。4.2交換機(jī)的分類4.2.1按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍分類⒈廣域網(wǎng)交換機(jī)廣域網(wǎng)交換機(jī)主要應(yīng)用于電信城域網(wǎng)互聯(lián)、互聯(lián)網(wǎng)接入等領(lǐng)域的廣域網(wǎng)中，提供通信應(yīng)用的基

8、礎(chǔ)平臺。⒉局域網(wǎng)交換機(jī)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，如服務(wù)器、工作站、集線器、路由器和網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供高速獨立的通信通道。4.2.2按傳輸介質(zhì)和傳輸速度分類⒈以太網(wǎng)交換機(jī)“以太網(wǎng)交換機(jī)”是指帶寬在100Mbp