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第2章交换机根底(内部培训资料)

?网络设备安装与管理?

本章内容

●交换机概述

●交换机的分类与性能指标

●交换机的接口与连接方式

●虚拟局域网与多层交换

●交换机产品简介

2.1交换机概述

交换机，英文名称为

Switch，也称为交换式

集线器，它是一种基于

MAC地址(网卡的硬件地

址)识别，能够在通信系

统中完成信息交换功能

的设备。

2.1.1交换机简介

交换机的工作特点：

拥有一条很高带宽的背板总线和内部交换矩阵

所有的端口都挂接在这条背板总线上

控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对

照表以确定目的MAC地址的网卡〔NIC〕挂接在哪个端

上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端

目的MAC假设不存在才播送到所有的端口，接收端口回应

后交换时机“学习〞新的地址，并把它添参加内部MAC地

址表中。

2.1.2交换机的交换模式

概念：

交换机将数据从一个端口转发至到另一个端口的处理

方式称为交换模式。

类型：

存储转发〔StoreandForward〕

直通交换〔Cut—Through〕

碎片丢弃〔Fragmentfree〕

2.1交换机概述

2.1.2交换机的交换模式

存储转发(StoreandForward)

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

那么该包将被丢弃；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：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：转发速率比直接转发方式慢。

2.1.2交换机的交换模式

直通交换(Cut—Through)

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：转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率

缺点：会给整个交换网络带来许多垃圾通信包

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。

2.1.2交换机的交换模式

碎片丢弃〔Fragmentfree〕

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，那么丢

弃该包；如果大于等于64字节，那么发

送该包。

优点：数据处理速度比存储转发方式快

缺点：比直通式慢

2.1.3交换机与网桥的主要区别

(1)延迟小。交换机通过硬件实现，而网桥通过软件实现。网

桥是通过运行于计算机系统上的桥接协议实现；交换机使用

了专用集成电路〔Application-Specific-Integrated

Circuit，ASIC)，大大提高了网络转发速度。

(2)端口多。交换机得端口密度远大于网桥。

(3)功能强大。交换机除了转发/过滤的功能，还有诸多管理

功能，如网络管理协议的支持、虚拟局域网的划分等。

2.1.3交换机与集线器的主要区别

〔1〕在OSI/RM网络体系结构中的工作层次不同

集线器工作在物理层，而交换机工作在数据链路层。更高级的交

换机可以工作在第三层〔网络层〕、第四层〔传输层〕或更高层。

〔2〕数据传输方式不同

集线器的数据传输方式是播送〔broadcast〕方式，即所有端口

处在一个冲突域中；而交换机的数据传输一般只发生在源端口和目的

端口之间，即交换机的每个端口处在不同的冲突域。

〔3〕带宽占用方式不同

集线器所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具

有自己独立的带宽。

〔4〕传输模式不同

集线器采用半双工方式进行数据传输；交换机采用全双工方式来

传输数据。

2.1.3交