(45)--4.6.1 交换式局域网计算机网络基础.ppt
交换式局域网交换式局域网1.交换式局域网简介局域网分为两类:共享式局域网(Shared LAN)和交换式局域网(Switched LAN)。交换式局域网技术在高性能局域网中占据非常重要的地位。交换式局域网交换式局域网的核心设备是局域网交换机,在交换机多个端口之间同时建立多个并发连接。从共享总线以太网转到交换式以太网时,所有接入设备的软件和硬件、适配器等都不需要做任何改动。交换式局域网的主要特点如下:(1)独占传输通道,独占带宽。可使接入的多个站点间同时建立多条通信链路的虚连接,让多对站点同时通信。(2)灵活的接口速度。可以在各端口按需配置不同的速率。交换式局域网(3)可以构造“虚拟网络”,通过网络管理功能或其他软件可以按业务或其他规则把网络站点构造成多个不同的“虚拟网络”。虚拟网络的构成与站点所在的物理位置无关。(4)可以与现有的各种网络兼容,实现无缝连接。如交换式以太网与以太网和快速以太网完全兼容。(5)可以互联不同标准的局域网。局域网交换机有自动转换帧格式的功能,如在一台交换机上能集成以太网、FDDI和ATM。(6)高度的可扩充性和网络延展性。交换式网络可以是一个大规模的网络,如大的企业网、校园网或城域网。交换式局域网2.交换机的工作原理第二层交换机是工作在数据链路层,根据接入交换机帧的MAC地址,过滤、转发数据帧的一种网络设备。通过交换机可以将多台计算机以星形拓扑结构形成交换式局域网。交换式局域网2.交换机的工作原理交换机开启后,就可以了解网络的拓扑结构、保存连接的所有设备地址了。采用类似于透明网桥的自学习方法,获得端口号和MAC地址的对应关系信息,建立和更新映射表,交换机中的映射表是转发数据帧的基础和依据。交换式局域网局域网交换机的结构与工作原理如图所示。局域网交换机的结构与工作原理3.交换机转发表的建立和维护建立和维护端口转发表需要解决两个问题:一是交换机如何知道端口连接了哪个节点;二是当节点断开连接或者转移到交换机的另一个端口时,交换机如何来更新端口转发表。交换机所采用的方法是“地址学习”法。通过下面的例子来介绍“地址学习”的过程。假定主机A向主机B发送数据,交换机是如何记录端口和节点数据的?交换式局域网交换机所采用的方法是“地址学习”法。通过下面的例子来介绍“地址学习”的过程。例如：假定主机A向主机B发送数据,交换机是如何记录端口和节点数据的?交换式局域网(1)当交换机加电启动初始化时,MAC地址表是空的。交换式局域网(2)当主机A发送、交换机接收帧时,交换机根据收到数据帧中的源MAC地址,建立主机A的MAC地址与交换机端口F0/1的映射,并将其写入MAC地址表中。交换式局域网(3)由于目的主机B的MAC地址为未知,所以交换机把数据帧泛洪(泛洪即广播帧和组播帧向所有的端口转发)到所有的端口。交换式局域网(4)主机B向主机A发出响应,所以交换机也知道了B的MAC地址。同样交换机会建立主机B的MAC地址与交换机端口F0/2的映射,并将其写入MAC地址表。交换式局域网(5)当主机B的响应数据帧进入交换机时,由于交换机已知主机A所连接的端口,所以交换机并不对响应数据帧进行泛洪,而是直接把数据帧传递到接口F0/1。交换式局域网当节点断开连接或者转移到交换机的另一个端口时,交换机如何来更新端口转发表?在每次加入或更新端口转发表时,加入或更改的表项被赋予一个计时器,这使得该端口与MAC地址的对应关系能存储一段时间。如果在计时器到时之后没有再次捕获该端口与MAC地址的对应关系,该表项将会被删除。通过不断删除过时的、已经不使用的表项,交换机能够维护一个动态的端口转发表。交换式局域网4以太网交换机的特点多接口的网桥：以太网交换机的每个接口都直接与一个单台主机或另一个以太网交换机相连,全双工方式。以太网交换机还具有并行性,即能同时连通多对接口,使多对主机能同时通信(而网桥只能一次分析和转发一个帧)。相互通信的主机都是独占传输介质,无碰撞地传输数据。有存储器功能：能在输出端口繁忙时把收到的帧进行缓存。当这台主机的接口繁忙时,发送帧的这两台主机的接口会把收到的帧暂存一下,以后再发送出去。即插即用设备：其内部的帧交换表(又称为地址表)是通过自学习算法自动地逐渐建立起来的。以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片,用硬件转发,其转发速率要比使用软件转发的网桥快很多。交换式局域网5.交换机的交换方式交换式局域网6.交换式局域网的设计对于大规模网络规划而言,分层的网络拓扑结构是最有效的。3层结构模型将整个局域网在逻辑上划分为核心层、汇聚层和接入层3个层次。接入层将流量导入网络,执行网络访问控制等网络边缘服务;汇聚层负责聚合路由路径,收敛数据流量;核心层处理高速数据流,主要是数据包的交换。该模型结构清晰,网络运行效率高,易于扩展。交换式局域网图4-25园区网网络拓扑结构图交换式局域网感感 谢谢 观观 看看
