交换型以太网.ppt

第四章交换型以太网
以太网从共享型到交换型的变迁
交换型以太网的特点和交换器的工作原理
以太网交换器的结构、交换方式、分类和应用
全双工以太网技术
概述
共享型以太网系统
在整个系统中,受CSMA/CD媒体访问控制机制约束
整个系统有网卡、集线器/中继器、媒体组成
所有站均在争用媒体且共同分割带宽
共享以太网系统的特点
受到CSMA/CD约束,一个碰撞域带宽是固定的
在一个碰撞域的系统中,每个站点其平均带宽为系统带宽/n,其中n为站点数
在一个碰撞域的系统中,可以是只有一个工作群组,也可能是多个工作群组。在多个群组的情况下,每个时刻只允许一个群组中某个站点运行,其他群组等待,即系统的带宽被多个群组所分割
在多个群组的碰撞域中,每个群组运行的数据流广播到系统的所有站点上去,即除了本群组的所有站点外,其他群组的站点也能感觉到该数据流的存在,数据安全不受保障
共享型以太网系统的整个覆盖范围受到碰撞域的限制,是固定不变的
交换型以太网系统的特点
星形结构的特点给予在以太网系统中同一个时刻实现多个数据通道建立了必要的基础
20世纪80年代后期,出现了以太网交换型集线器
20世纪90年代,快速以太网的交换技术和产品更是发展迅速,广泛应用
如今,交换型千兆以太网一开始就毫无疑问被广泛地接受和使用
系统特点
交换器的各端口之间在交换器上同时可以形成多个数据通道,端口之间的帧的输入和输出已不在受到CSMA/CD媒体访问控制协议的约束
交换型以太网系统的特点
每个端口可以连接一个站点或网段,站点或网段均独占该端口的带宽
系统的最大带宽可以达到端口带宽的n倍,其中n为端口数
交换器连接了多个网段,网段上运作都是独立的,被隔离的,但如果需要的话,独立网段之间通过其端口也可以建立暂时的数据通道
被交换器隔离的独立网段上数据流信息不会随意广播到其他端口上去,因此具有一定的安全性
交换端口之间多个数据通道
以太网交换器工作的逻辑机理
共享型集线器组成的系统,在物理上看似星型结构,但由于共享型集线器的结构和功能仅是物理层中继器的功能,因此在逻辑上仍可认为是具有多个连接点的公共总线
对于交换器组成的系统,物理上是星型结构、交换器上同时多个数据通道并存以及在端口间既隔离又连接的功能,反映在逻辑上实际可以认为是一个受控制的多端口矩阵
正常情况下,1个端口同时不能向1个以上端口发送帧(广播或者组播帧除外),1个通道上不能同时进行双向的数据传输
各端口的信息流是被隔离的,一经受控制后,就可以交互
以太网交换器工作的逻辑机理
以太网交换器结构
以太网交换器存在四种不同的结构
软件执行交换结构
矩阵交换结构
总线交换结构
共享存储器交换结构
软件执行交换结构
借助于CPU与RAM的特定环境,以特定的软件来实现交换器端口之间的帧的交换,交换器中的所有功能均有软件来实现
缺点是交换器叠堆困难,无法处理信息的广播,以及随着功能的增加导致性能下降,特别是当交换器的端口数越来越多时,若仅依靠一个CPU执行软件来处理端口之间的通信,则多组端口之间通道同时工作使该结构已越来越不能承受
趋势是逐渐淘汰