[互联网]交换型以太网与全双工以太网组网技术.ppt

上海交通大学计算机系 交换型以太网与全双工以太网 组网技术 组网方法的发展：从以路由器为中心到以交换机为中心 以交换机为中心组网的拓扑结构 通过交换机与不同网络的连接 * 本章重点 以太网交换机是企业内部组网的中心设备 为什么要使用以太网交换机 交换机的基本工作原理 交换机的结构 几种不同的交换方式 交换机分类 基于交换机的组网方式 采用交换机构建全双工以太网 选择以太网交换机的要点 第六章 交换型以太网与全双工以太网组网技术 6.1 从共享型以太网发展到交换型以太网 6.1.1 共享型以太网系统存在的问题 因在网段中存在碰撞，大大减少了每个站所获得的带宽。（共享带宽） HUB 等价于 总线 6.1.2 交换型以太网系统的特点 每个端口独享带宽 端口之间交换互不冲突 交换型以太网的优点 每个端口的网段独享带宽 最大带宽=端口带宽 端口数 端口之间可交换数据，且互不冲突 端口网段广播信息互相隔离 6.1.3 以太网交换机工作的逻辑机理 6.2 网桥与交换机工作机理 最简单的交换机就是多端口网桥 6.2.1 以太网上网桥的作用 隔离网段的碰撞域 6.2.2 透明网桥 根据端口——地址表寻找输出端口 操作流程 发送站经交换机发送报文的过程： 交换机检测发送站与接收站位于同一个端口，则不转发该报文，报文在同一个网段内传送。如该网段为以太网，则网段内按CSMA/CD方式工作。 如发送站与接收站属不同端口，则查找端口-地址表，将报文发往目的端口。 如在端口-地址表内查不到目的端口，则发广播报文。 6.3 以太网交换机结构 6.3.1 软件执行交换结构 工作速度慢，很少使用。 6.3.2 矩阵交换结构 交换速度快，延迟时间短，但端口扩展困难，矩阵存在阻塞，不易实现广播传送。 6.3.3 总线交换结构 便于扩展；易于管理；容易实现广播传送；容易实现多对一方式工作。 要求背板速度高，几个Gbps~几十个Gbps。 现在产品的背板速度已达到256Gbps。 6.4 以太网交换机的交换方式 6.4.1 静态交换方式 人工配置 6.4.2 动态交换方式 存储转发 （Store Forward） 直通 （Cut Through） 自适应 （Adaptation） 碎片丢弃 （Fragment Free） 1. 存储转发 优点：可靠性好 缺点：处理延迟时间长 2. 直通 输入端收到报文的目的地址字段后，经查表，直接转到输出端口。 优点：处理延迟时间短。 缺点：可靠性差。 3. 自适应 一般情况下交换器工作在直通方式，工作速度很快。当检测到出错率高（如丢包个数增加）或帧碎片太多时，交换器自动切换到存储转发方式工作。该类型综合了前面两种方式的优点。 4. 碎片丢弃 是一种折衷方案。 当报文小于512位时（以太网最短帧），交换器不转发，大于512位时接直通方式工作。 优点：过滤了小于512位的碎片，工作速度介于 第1、2种方式之间。 缺点：可靠性较第1种方式差。 6.5 以太网交换机的分类和应用 6.5.1 按带宽分类 10Mbps、100Mbps、1000Mbps…… 往往一个交换器上有不同速率的端口，称为不对称式交换器。 6.5.2 按端口上支持的媒体分类 双绞线、光缆 一个交换器可支持多种传输介质 6.5.3 按架构分类 堆叠式、机框式 机框式优点： 维修方便 高可靠性 系统集成和配置灵活 补充：按交换机工作的协议层次分 工作在数据链路层 相当于多端口网桥 工作在网络层 同时具有路由功能，功能强，用于主干网。 工作在传输层 能识别端口号 工作在应用层 能区分不同的应用 6.5.4 按应用分类与相应的典型组网方式 层次化的体系结构 SW SW SW SW SW SW SW HUB PC PC HUB PC PC …… …… … … … … … 主干级 部门级 组级 传输速率 100Mbps~1000Mbps 10Mbps~100Mbps 10Mbps 各层特性 层次化结构的优点 各层功能分工明确，便于设计、实现和调试 充分发挥不同规格交换器的功能 层次结构使内部网的信息流与业务流的流向、流量基本一致