第4章：局域網(wǎng)--5交換局域網(wǎng)ppt課件.ppt

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1、一、問題的提出二、交換以太網(wǎng)的工作原理交換機(jī)表的生成與維護(hù)交換機(jī)的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)回路避免三、交換機(jī)的特點(diǎn)四、交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)方式五、虛擬局域網(wǎng)4.4交換以太網(wǎng)11.隨著共享式以太網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,沖突嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率下降。舉例：10Mbps網(wǎng)絡(luò)30臺(tái)主機(jī)CSMA/CD有效帶寬3-4Mbpshub123一、問題的提出2hubhubhubhub123456789沖突域:網(wǎng)絡(luò)中,若任意兩個(gè)或多個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)就會(huì)導(dǎo)致沖突，該網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域即為沖突域集線器級(jí)聯(lián)導(dǎo)致沖突域擴(kuò)大3hubhubhubhub10Base-T10

2、Base-T100Base-T2.不同數(shù)據(jù)傳輸速率的以太網(wǎng)無法通過集線器互聯(lián)4解決方案利用交換機(jī)連接以太網(wǎng)段或直接連接主機(jī)，把共享式以太網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻粨Q式以太網(wǎng)，解決了沖突問題，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，允許不同速率的以太網(wǎng)互聯(lián)5解決方案6C2924-XL：24口10/100BaseTx自適應(yīng)(自動(dòng)偵測)C2924M-XL：2個(gè)擴(kuò)展槽，24口10/100BaseTx自適應(yīng)7交換以太網(wǎng)的功能地址自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)包的過濾與轉(zhuǎn)發(fā)防止環(huán)路的產(chǎn)生8MAC地址端口時(shí)間交換機(jī)表二、交換以太網(wǎng)的工作原理1.交換機(jī)表的生成與維護(hù)—地址自學(xué)

3、習(xí)9交換機(jī)表的生成與維護(hù)1.交換機(jī)表初始為空2.當(dāng)有結(jié)點(diǎn)生成數(shù)據(jù)幀發(fā)送到交換機(jī)的某一端口,交換機(jī)記錄到達(dá)數(shù)據(jù)幀的源MAC地址、進(jìn)入端口、到達(dá)時(shí)間，3.交換機(jī)更新交換機(jī)表：若有關(guān)于該源MAC地址的記錄，更新該記錄(端口和時(shí)間)；若沒有關(guān)于該源MAC地址的記錄，添加該記錄如果每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都發(fā)送數(shù)據(jù)幀，在表中將有每個(gè)結(jié)點(diǎn)的記錄10MAC地址端口時(shí)間交換機(jī)表A---ED---BD---AF--C114.每當(dāng)加入一條新記錄或更新一條記錄時(shí)，就會(huì)設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器超時(shí)記錄仍然沒有被更新，就視為“過時(shí)”，刪除。有利于

4、節(jié)省存儲(chǔ)空間，及時(shí)地反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況MAC地址端口時(shí)間ABDFE112329:019:039:159:189:20交換機(jī)表的生成與維護(hù)12A?F:智能A?B:減小沖突域A?G廣播幀:A?不能減小廣播域2.數(shù)據(jù)幀過濾與轉(zhuǎn)發(fā)MAC地址端口時(shí)間ABDFE112329:019:039:159:189:20131.交換機(jī)從端口X接收到數(shù)據(jù)幀A,獲取其目的MAC地址MAC-A,判斷幀A是否是廣播幀2.若幀A是廣播幀,交換機(jī)向其他所有端口轉(zhuǎn)發(fā)幀A交換機(jī)的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)143.若幀A不是廣播幀:根據(jù)幀A的目的地址,搜索交換機(jī)表

5、,查找MAC–A所連接的端口Y查到Y(jié)的記錄若XY為不同的端口,交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀A轉(zhuǎn)發(fā)到Y(jié)端口的緩沖隊(duì)列;若XY為同一端口,交換機(jī)丟棄數(shù)據(jù)幀A(過濾,減小沖突域)查不到Y(jié)的記錄將數(shù)據(jù)幀A廣播到除了輸入端口外的其他所有端口（若交換機(jī)表信息不足，網(wǎng)絡(luò)將有大量的廣播幀）15交換環(huán)路引起的廣播風(fēng)暴----p129作用：避免數(shù)據(jù)在交換機(jī)之間循環(huán)傳送，造成廣播風(fēng)暴；工作過程（BPDU）：----p131選舉根交換機(jī)---根據(jù)優(yōu)先級(jí)和MAC地址選擇出所有非根交換機(jī)的根端口選出每個(gè)網(wǎng)段中唯一的指定端口屏蔽掉非指定端口，形成樹結(jié)

6、構(gòu)3.環(huán)路避免-----STP協(xié)議16三、交換機(jī)的特點(diǎn)每個(gè)端口所連的網(wǎng)段是一個(gè)獨(dú)立的沖突域增大了沖突域的數(shù)目,減小了沖突域的范圍交換機(jī)不過濾廣播幀交換機(jī)依據(jù)幀中的地址信息進(jìn)行過濾轉(zhuǎn)發(fā)，是數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備支持并行轉(zhuǎn)發(fā)可以在不同端口之間建立多條并行連接,并且為每一條線路提供全部的介質(zhì)帶寬集線器與交換機(jī)的比較17集線器與交換機(jī)的比較集線器工作在物理層,逐位復(fù)制比特,不關(guān)心數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容;交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層,分析數(shù)據(jù)幀的MAC地址;集線器不能過濾流量,交換機(jī)可以過濾流量,減小沖突域的范圍;集線器不支持多端

7、口的并行轉(zhuǎn)發(fā),交換機(jī)支持;集線器不支持不同數(shù)據(jù)傳輸率端口之間的數(shù)據(jù)傳輸;交換機(jī)支持不同數(shù)據(jù)傳輸率端口之間的數(shù)據(jù)傳輸;18練習(xí)下列網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，能夠抑制廣播風(fēng)暴的是Ⅰ中繼器??Ⅱ集線器???Ⅲ網(wǎng)橋???Ⅳ路由器A：僅Ⅰ和ⅡB：僅ⅢC：僅Ⅲ和ⅣD：僅Ⅳ19四、交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)方式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式：交換機(jī)完整的接收數(shù)據(jù)幀，進(jìn)行差錯(cuò)檢測、選路、轉(zhuǎn)發(fā)；直通轉(zhuǎn)發(fā)方式：交換機(jī)只檢測到目的地址字段就立即將該幀轉(zhuǎn)發(fā),不進(jìn)行差錯(cuò)檢測20存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式21存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)行差錯(cuò)檢測；支持不同數(shù)據(jù)傳輸速率的端口之間的幀轉(zhuǎn)發(fā)缺點(diǎn)：交換延遲時(shí)

8、間長22直通方式23優(yōu)點(diǎn)：交換延遲時(shí)間短缺點(diǎn)：沒有差錯(cuò)檢測；不支持不同數(shù)據(jù)傳輸速率的端口之間的幀轉(zhuǎn)發(fā)穿通方式24五、虛擬局域網(wǎng)VLANVLAN的劃分分段靈活性安全25VLAN的劃分VLAN將同一個(gè)交換機(jī)上或不同交換機(jī)上的多個(gè)計(jì)算機(jī)劃分為一個(gè)邏輯組；VLAN內(nèi)主機(jī)之間的通信就像在一個(gè)交換局域網(wǎng)一樣，且可以廣播；VLAN外主機(jī)之間不能進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的通信，不能廣播，需要經(jīng)過路由器或其他三層設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)。26虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)