网络工程设计与实施综合实训ppt第2讲--交换机基础知识.ppt
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1、交交换机基机基础知知识本章知识点1.交换机的基本特征2.交换机相比网桥的优点3.交换机的分类4.交换机中STP的原理本章重点:本章重点:掌握交换机的基本特性,理解生成树协议(STP)的原理。2.1 交换机概述交换机:英文名switch,是一种基于MAC地址识别,在网络通信系统中完成信息交换的设备。下面这个图就是一个交换机2.1.2 交换机的用途传统的局域网HUBHUB2.1.3 交换机的用途传统的局域网我要玩游戏HUBHUB我要下载2.1.3 交换机的用途网络的响应迟缓 网络用户不断的抱怨冲突发生碰撞Hub2.1.4 交换机的用途引发的原因:由于CSMA/CD引起,网段上的设备越多,遇到冲突的
2、可能性越大,消耗网络的资源就越多。CSMA/CD:载波侦听/冲突检测解决冲突的方法就是对局域网进行分段以及获取更多的带宽,将冲突发生的机会减小甚至消除 有有 三三 种种 主主 要要 的的 方方 法法 对对 以以 太太 网网 进进 行行 分分 段段 以以 获获 得得 更更 多多 的的 带宽:带宽:用网桥进行分段 用路由器进行分段 用交换机进行分段2.1.4 交换机的特性1.1.学习功能学习功能:可以读取收到帧中的源MAC地址,并将本机没有的源MAC加入端口地址表中。2.2.转发功能转发功能:检测帧中的目的MAC地址,并且在端口地址表中寻找,如果找到匹配的条目就转发,如果没有找到就会将该帧从交换机
3、的所有的剩余端口广播出去。3.3.清除清除2 2层环路层环路:使用STP(生成树协议)清除环路,下页图中就是一个最基本的环路图2.1.4 交换机的特性00-23-5A-15-99-45PC3MAC:00-23-5A-15-99-4200-23-5A-15-99-44PC1MAC:00-23-5A-15-99-4100-23-5A-15-99-4400-23-5A-15-99-41SW1MAC:00-23-5A-15-99-44SW2MAC:00-23-5A-15-99-4500-23-5A-15-99-452.1.5 交换机的交换模式存储转发存储转发(Store and Forward)(St
4、ore and Forward)特点:特点:交换机接收到数据包后,首先将数据包存储到缓冲器中,进行CRC循环冗余校验,如果这个数据包有CRC错误,则该包将被丢弃;如果数据包完整,交换机查询地址映射表将其转发至相应的端口。优点:优点:没有残缺数据包转发,可减少潜在的不必要的数据转发缺点:缺点:转发速率比直接转发方式慢。适用环境:适用环境:存储转发技术适用于普通链路质量或质量较为恶劣的网络环境,这种方式要对数据包进行处理,所以,延迟和帧的大小有关。直通交换直通交换(Cut(CutThrough)Through)特点:特点:交换机只读出数据帧的前6个字节,即通过地址映射表中查找目标地址,将数据帧传送
5、到相应的端口上。直通交换能够实现较少的延迟,因为在数据帧的目的地址被读出,确定了转发端口后马上开始转发这个数据帧。优点:优点:转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率缺点:缺点:会给整个交换网络带来许多垃圾通信包适用环境:适用环境:网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境,延迟时间跟帧的大小无关。2.1.5 交换机的交换模式自由自由碎片(碎片(FragmentfreeFragmentfree)特点:特点:这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节,如果小于64字节,说明是假包,则丢弃该包;如果大于等于64字节,则发送该包。优点:优点:数据处理速度比存储转发方式快缺点:缺
6、点:比直通式慢适用环境:适用环境:一般的通讯链路2.1.6 交换机与网桥的比较功能功能网桥网桥交换机交换机交换形式软件硬件交换模式存储转发存储转发、直通转发和碎片隔离端口数量216很可能数百个双工模式半双工半双工和全双工功能仅转发数据支持VLAN等功能2.2 交换机的分类与性能指标2.2.1 交换机的分类从应用区域划分:广域网交换机和局域网交换机 广域网交换机:主要应用于电信领域,提供通信基础平台。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。注意:注意:我们重点学习的是局域网交换机。我们重点学习的是局域网交换机。2.2.1 交换机的分类按组建园区网的网络拓扑结构层次
7、,可划分为:接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。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: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;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。2.2.1 交换机的分类根据传输介质、传输速度以及发展历史上看,局域网交换机有这样一些类型:以太网交换机快速以太网交换机千兆以太网交换机万兆以太网交换机
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