《太网交换机介绍》PPT课件.ppt
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1、交换机交换机/路由器配置与管路由器配置与管理理交换式以太网最早的以太网交换机出现在1995年,其前身是网桥,交换机使用的算法与网桥基本相同,交换机可简单理解为是一个多端口的网桥,连接在端口上的主机或网段独享带宽。交换机的算法相对较简单,硬件厂商将算法进行固化,生产出了交换机的核心ASIC芯片,从而实现了基于硬件的线速度交换机。目前的以太网交换机已具备强大的交换处理能力和丰富的功能,如VLAN划分,生成树协议、组播支持、服务质量等。交换机和路由器已成为局域网组网的核心关键设备,交换式以太网成为目前最流行的组网方式。1交换机简介 交换机交换机/路由器配置与管路由器配置与管理理 交换机是工作于OSI
2、的第2层,即数据链路层的设备,能识别MAC地址,通过解析数据帧中的目的主机的MAC地址,能将数据帧快速地从源端口转发至目的端口,从而避免与其他端口发生碰撞,提高了网络的交换和传输速度。3层交换机是带路由功能的交换机,可工作在OSI的第3层,即网络层,也可工作在第2层。3层交换机作为3层设备使用时相当于一个多端口的路由器。3层交换机能根据IP地址转发数据包。2交换机的工作原理 交换机的工作原理是存储转发,它将某个端口发送的数据帧先存储下来,通过解析数据帧,获得目的MAC地址,然后在交换机的MAC地址与端口对应表中,检索该目的主机所连接到的交换机端口,找到后就立即将数据帧从源端口直接转发到目的端口
3、。交换机交换机/路由器配置与管路由器配置与管理理交换机各端口是独享带宽,并可实现全双工通讯。比如,1台100Mbps的24口交换机,其每个端口均可同时达到100Mbps的通讯速度。利用交换机提高了数据的交换处理速度和效率,但连接在交换机上的所有设备仍都处于同一个广播域。由于局域网技术中,广播帧是大量被使用的,这些大量的广播帧将占用大量的网络带宽,并给主机为处理广播帧而造成额外的负荷。网络越大,用户数越多,就越容易形成广播风暴,因此,必须对广播域进行隔离,以抑制广播风暴的产生。要隔离广播域,可使用路由器来实现,路由器不会转发广播帧,可有效实现分割广播域,并实现网间的通讯。但由于路由器的成本较贵,
4、为了实现廉价的解决方案,于是诞生了虚拟局域网技术(VLAN)。交换机交换机/路由器配置与管路由器配置与管理理虚拟局域网虚拟局域网(虚拟局域网(Virtual Local Area Network,简,简称为称为VLAN)是将局域网从逻辑上划分若干个子)是将局域网从逻辑上划分若干个子网的交换技术。每个子网形成一个独立的网段,网的交换技术。每个子网形成一个独立的网段,称为一个称为一个VLAN,每个网段内所有主机间的通讯,每个网段内所有主机间的通讯和广播仅限于该和广播仅限于该VLAN内,广播帧不会被转发到内,广播帧不会被转发到其他网段,即一个其他网段,即一个VLAN就是一个广播域,就是一个广播域,V
5、LAN间是不能进行直接通信的,从而就实现了间是不能进行直接通信的,从而就实现了对广播域的分割和隔离。对广播域的分割和隔离。要实现要实现VLAN间的通讯,需借助外部路由器的路间的通讯,需借助外部路由器的路由转发来实现,或利用由转发来实现,或利用3层交换机的路由模块来实层交换机的路由模块来实现。现。在目前的局域网组网中,普遍使用虚拟局域网在目前的局域网组网中,普遍使用虚拟局域网技术来隔离和减小广播域。技术来隔离和减小广播域。交换机交换机/路由器配置与管路由器配置与管理理交换机的分类与性能指标 交换机的分类 1从广义上分,交换机分为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
6、的基础平台;而局域网交换机则应用于局域网,用于连接终端设备。2从传输介质和传输速度上分,交换机可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、万兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。3从所应用的网络规模来划分,可分为企业级交换机(又称中心交换机)、部门级交换机(又称骨干交换机)和工作组级交换机(又称桌面交换机)三种。交换机交换机/路由器配置与管路由器配置与管理理4根据结构的不同,交换机可分为固定端口交换机和模块化交换机。固定端口交换机只能提供有限的端口和固定类型的接口,从连接的用户数量和所使用的传输介质上看,存在一定的局限性。这类交换机也有桌面式和机架式之分,机
7、架式便于安装和管理。5根据工作协议的层分类,交换机可分类第2层交换机、第3层交换机和第4层交换机。第2层交换机根据数据链路层的信息(MAC地址)完成不同端口间的数据交换。接入层交换机一般就采用第2层交换机。第3层交换机具有路由功能,能识别网络层的IP信息,并将IP地址用于网络路径的选择,并能够在不同网段间实现数据的线速交换。交换机交换机/路由器配置与管路由器配置与管理理6根据交换机在源和目的端口间传送数据包时所采用的交换方式,可将交换机分为直通式交换机、存储转发式交换机和无碎片直通式交换机三种。交换机的性能指标交换机的性能指标 1性能指标影响交换机性能的指标主要是Mpps和背板带宽。Mpps
8、Mpps是Million Packet Per Second的缩写,即每秒可转发多少个百万数据包。其值越大,交换机的交换处理速度也就越快。交换机交换机/路由器配置与管路由器配置与管理理 背板带宽背板带宽也是衡量交换机的重要指标之一,它直接影响交换机包转发和数据流处理能力。对于由几百台计算机构成的中小型局域网,几十Gbps的背板带宽一般可满足应用需求;对于由几千甚至上万台计算机而构成的大型局域网,比如高校校园网或城域教育网,则需要支持几百Gbps的大型3层交换机,如Cisco 5000、6500系列。2功能指标交换机通常应具备以下方面的功能,以增强交换机的应用能力。支持组播组播不同于单播(点对点
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