ch2交换机原理及应用6.ppt

交换机概述 交换是根据通信双方需要，用人工或自动的方法，把待传输的信息发送到符合要求的线路上的技术。 广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。 在计算机网络中，交换概念的提出是对传统共享模式的改进。集线器（hub）是一种物理层共享设备，其本身不能识别数据报的目的地址。 交换机拥有一条很高带宽的内部总线和内部交换机构。 使用交换机可以把网络“分段”，通过地址对照表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。 交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。 交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装、解封及转发帧的数据链路层网络设备。 中继器（RP repeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制调整和放大功能，以此来延长网络的长度。 集线器（H u b）是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。 集线器产品发展较快，局域网集线器通常分为5种不同的类型，它将对L A N交换机技术的发展产生直接影响。 集线器分类 1. 单中继器网段集线器 在硬件平台中，第一类集线器是一种简单中继L A N网段，最好的例子是叠加式以太网集线器或令牌环网多站访问部件（ M A U）。 2. 多网段集线器 多网段集线器是从第一类集线器直接派生而来的，采用集线器背板，这种集线器带有多个中继网段。多网段集线器通常是有多个接口卡槽位的机箱系统。 集线器分类 3. 端口交换式集线器 端口交换式集线器是在多网段集线器基础上将用户端口和背板网段之间的连接过程自动化，并通过增加端口交换矩阵（ P S M）来实现的。P S M提供一种自动工具，用于将任何外来用户端口连接到集线器背板上的任何中继网段上。这一技术的关键是“矩阵”，一个矩阵交换机是一种电缆交换机，它不能自动操作，要求用户介入。它不能代替网桥或路由器，并不提供不同L A N网段之间的连接性，其主要优点就是实现移动、增加和修改的自动化。 集线器分类 4. 网络互联集线器 端口交换式集线器注重端口交换，而网络互联集线器在背板的多个网段之间实际上提供一些类型的集成连接。这可以通过一台综合网桥、路由器或L A N交换机来完成。目前，这类集线器通常都采用机箱形式。 5. 交换式集线器 目前，集线器和交换机之间的界限已变得越来越模糊。交换式集线器有一个核心交换式背板，采用一个纯粹的交换系统代替传统的共享介质中继网段。 集线器组建以太网 集线器扩展以太网 网桥（Brige）也称桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备，用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。一般情况下，被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程（LLC），但媒体访问控制协议（MAC）可以不同。 网桥是数据链路层的连接设备，准确地说它工作在MAC子层上。网桥在两个局域网的数据链路层（ DDL）间按帧传送信息。 2.1 交换机原理 透明网桥 网桥是用来把使用相似局域网协议的两个局域网相连接的中继系统。 作为地址过滤器，接受来自一个局域网而目的地址在另一个局域网中的帧，并把这些帧转发到另一个局域网当中。 网桥完成数据链路层的转发功能。 为了实现端到端的通信，两个端系统的第三层和更高层必须是一致的。 在以太网中，网桥的每个端口都应该有网卡的功能，并有MAC地址，遵从CSMA/CD协议。 1. 网桥的内部结构 透明网桥技术是由各网桥自己来决定路由选择，局域网上的工作站不管路由选择。 标准是IEEE 802.1D。 每个网桥都有一个端口和MAC地址的对照表。 透明网桥能够一边转发数据，一边通过学习建立起端口和MAC地址对照表。 为了使端口和MAC地址对照表能反映网络必威体育精装版的拓扑，需要将每个站最近发出的帧到达网桥的时间记下来。 网桥软件定期扫描对照表中的项目，某个站最近到达网桥的帧的时间只要超过了某个界限，就把该站从表中删除。 网桥和交换机的区别 网桥在软件的基础上工作，因而速度较低，交换机主要基于专用集成电路，处理速度快很多。 交换机允许在多组端口间同时交换帧，相当于多个网桥同时工作，实现了帧转发的并行操作。 由于交换机支持多个端口，可以把网络划分成多个独立的冲突域，每个冲突域独立的执行CSMA/CD协议，使整个系统具有更高的带宽。 交换机的交换方式 直通式：直通方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。 存储转发：是计算机网络领域应用最为广泛的方式。它把输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC检查，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查表转换成输出端口送出数据包。 碎片隔离：这是前面两种方式的折中方案。它检查数据包的长度是否够64个