交换机基础知识1.ppt

交换机基础知识本章内容●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 交换机概述 1. 交换机的基本概念交换机英文名称为 Switch ,也称为交换式集线器,是一种基于 MAC 地址识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC 地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。 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 )挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口?目的 MAC 若不存在才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部 MAC 地址表中。 2. 交换机的特性与网桥和集线器相比,交换机从下面几方面改进了性能: (1)通过支持并行通信,提高了交换机的信息吞吐量。(2)将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组,每个端口连接一台设备或连接一个工作组,有效地解决拥挤现象。(3)虚拟网( Virtual LAN )技术的出现,给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。(4)端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络系统都是有一个或几个服务器,而绝大部分都是普通的客户机。客户机都需要访问服务器,这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。 3. 交换机的三个主要功能(1)学习以太网交换机了解每一端口相连设备的 MAC 地址,并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的 MAC 地址表中。(2)转发/过滤当一个数据帧的目的地址在 MAC 地址表中有映射时, 它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口)。(3)消除回路当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。 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( Store and Forward ) ?直通交换( Cut — Through ) ?碎片丢弃( Fragmentfree ) (Store and Forward) 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,则该包将被丢弃;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。适用环境: 存储转发技术适用于普通链路质量或质量较为恶劣的网络环境,这种方式要对数据包进行处理, 所以,延迟和帧的大小有关。 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。 交换机的交换模式