4.1 交交交交 4.2 交交交交交交交交交交交 4.3 交交交交交 4.4 交交交交交 VLAN 4.5 交交交交交交交交交 4.6 交交交交交交交交交交交 VLAN 交交
Jan 01, 2016
4.1 交换技术 4.2 以太网交换机的工作过程 4.3 生成树协议 4.4 虚拟局域网 VLAN 4.5 以太网交换机的分类 4.6 组建全双工以太网并划分 VLAN 实训
4.1 交换技术• 4.1.1 共享式以太网的缺点
( 1 )共享带宽。( 2 )不能支持多种速率。( 3 )不支持高级的网络功能。
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
4.1 交换技术• 4.1.2 交换技术 一个共享介质的网络是一个“冲突域”或称为“碰撞
域”。根据以太网 CSMA/CD 协议特点,在一个“冲突域”内,如果主机越多,冲突会越多,性能会下降;如果主机越少,冲突就会越少,性能会更好。如果把一个大的共享式网络分解成多个小型的共享式网络,用交换机连接起来,性能会变得更好。如果每一个小型的共享式网络里面只有一台主机,则相当于把每一台主机都直接连在交换机上面,这时候的网络性能将会最好。
为了解决这个问题,人们提出将“共享方式”转变为“交换方式”,通过尽量减少冲突域,将网络“微分段”,使各主机间的通信成为点到点的无冲突通信,这就是交换式以太网技术。
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
4.1 交换技术• 4.1.2 交换技术
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
由集线器组成的共享式以太网
交换机对共享式以太网分段
4.2 以太网交换机的工作过程• 4.2.1 以太网交换机的工作过程
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
交换机组网
4.2 以太网交换机的工作过程• 4.2.1 以太网交换机的工作过程
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
4.2 以太网交换机的工作过程• 4.2.2 数据转发方式
( 1 )直接交换 (Cut-Through)( 2 )存储转发交换 (Store-and-Forward)( 3 )改进的直接交换
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4.2 以太网交换机的工作过程• 4.2.3 地址学习
以太网交换机利用“端口 -MAC 地址映射表”进行信息的交换。因此,地址映射表的建立和维护显得相当重要。一旦地址映射表出现问题,就可能造成信息转发错误导或导致通信中断网络瘫痪。
以太网交换机从一个端口收到数据帧后,查看帧的源MAC 地址并记住该帧进入的端口号(也就是知道了哪一台计算机连接在哪一个端口上),交换机将检查地址映射表中是否已经存在该对应关系。如果不存在,交换机就将该对应信息添加到地址映射表;如果已经存在,交换机将更新该表项。因此,在以太网交换机中,地址是动态学习的。只要这个主机发送信息,交换机就能捕获到它的 MAC 地址与所在端口的对应关系。
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4.2 以太网交换机的工作过程• 4.2.4 通信过滤 以太网交换机隔离了本地信息,从而避免了网络
上不必要的数据流动。这是交换机通信过滤的主要优点,也是它与集线器截然不同的地方。集线器会无条件地向其他所有端口转发信息,每个与集线器相连的主机都会收到该网段上的所有信息。而交换机所连的网段只会收到发给它们的信息,无关的信息都会被“挡”在外面,减少了局域网上总的通信负载,因此提供了更多的带宽。
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4.3 生成树协议
集线器的级联不能出现环路,否则发送的数据帧将在网络中兜圈子,其他主机会认为共享介质始终被占用,而不能发送信息,造成整个网络的瘫痪。集线器工作在物理层,本身不能解决这个问题。
在由交换机构成的交换网络中通常设计有冗余链路和设备。这种设计的目的是防止一个点的失败导致整个网络瘫痪。虽然冗余设计可能消除的单点失败问题,但也导致了环路的产生,它会导致广播风暴、同一帧的多份拷贝、不稳定的地址映射表等问题。因此,在交换机中必须有一个机制来阻止环路,而生成树协议( Spanning Tree Protocol )的作用正在于此。
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
4.3 生成树协议
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
具有环路的网络
生成树协议生成的树形无环路逻辑结构
4.4 虚拟局域网 VLAN
交换式以太网不但可以提高网络性能,还可以引入虚拟局域网 VLAN ( Virtual LAN )技术。虚拟局域网只是交换式局域网提供给用户的一种服务,并不是一种新型局域网。
虚拟局域网是建立在交换技术基础上的,将网络上的主机按工作需要划分成若干个“逻辑工作组”(无须考虑所处的物理位置),一个逻辑工作组就组成一个虚拟局域网。 IEEE 802.1Q规定了虚拟局域网的标准。
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
4.4 虚拟局域网 VLAN• 4.4.1 交换式以太网与 VLAN
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
传统的工作组的主机物理位置
4.4 虚拟局域网 VLAN• 4.4.1 交换式以太网与 VLAN
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
虚拟局域网示意图
4.4 虚拟局域网 VLAN• 4.4.2 VLAN的划分方法
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
( 1 )基于端口的 VALN
在单交换机上配置 VLAN
4.4 虚拟局域网 VLAN• 4.4.2 VLAN的划分方法
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
( 1 )基于端口的 VALN
跨越多交换机配置 VLAN
4.4 虚拟局域网 VLAN• 4.4.2 VLAN的划分方法( 2 )基于 MAC 地址的 VLAN( 3 )基于 IP 地址的 VLAN( 4 )基于策略的 VLAN 目前,在交换机中融合了多种划分 VLAN 的
方法,以便根据实际情况选择最合适的方式。同时,随着管理软件的发展, VLAN 的划分逐渐趋向于动态化。
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
4.4 虚拟局域网 VLAN• 4.4.3 VLAN的优点( 1 )简化网络管理( 2 )控制广播活动( 3 )提供较好的网络安全性
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
4.5 以太网交换机的分类
• 4.5.1 按工作层次划分• 4.5.2 按组网构成划分• 4.5.3 按网络管理划分• 4.5.4 按端口速率划分• 4.5.5 按规模应用划分• 4.5.6 按架构特点划分
详见教材
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
4.6 组建全双工以太网并划分 VLAN 实训
• 4.6.1 以太网交换机的连接配置• 4.6.2 交换机常用命令模式框架图• 4.6.3 以太网交换机配置 VLAN
第 4 章 交换机与虚拟局域网_______________________
详见教材交换式以太网划分 VLAN