第4章交换与虚拟局域网14884.pptx

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1、返回目录返回总目录返回章目录第4 章 交换与虚拟局域网4.14.24.34.4交换式以太网的提出以太网交换机的工作原理虚拟局域网VLAN组装简单的以太局域网返回目录返回总目录返回章目录本章主要内容1.1.交换式以太网的特点 交换式以太网的特点2.2.交换机的工作过程和数据传输方式 交换机的工作过程和数据传输方式3.3.交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议 交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议4.VLAN 4.VLAN 的组网方法和特点 的组网方法和特点5.5.实践内容 实践内容利用交换机组装简单的交换式以太网 利用交换机组装简单的交换式以太网配置以太网交换机 配置以太网交换机在交换式以太网

2、上划分 在交换式以太网上划分VLAN VLAN返回目录返回总目录返回章目录本章教学目标 n n 掌握局域网络中交换式以太网的特点；交换机的工作过程和数据传输方式；交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议；VLAN 的组网方法和特点。以及可以利用交换机组装简单的交换式以太网，并能在交换式以太网上划分VLAN。返回目录返回总目录返回章目录本章的教学重点和难点n n 本章重点：交换机的工作过程和数据传输方式；交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议；VLAN 的组网方法和特点。n n 本章难点：在交换式以太网上划分VLAN。返回目录返回总目录返回章目录共享式以太网存在的主要问题1.1.覆盖的地理范围有限

3、 覆盖的地理范围有限以太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小 以太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小2.2.网络总带宽容量固定 网络总带宽容量固定以太网的固定带宽被网络中的所有节点共同拥有 以太网的固定带宽被网络中的所有节点共同拥有节点增加，冲突概率增大，带宽浪费也越严重 节点增加，冲突概率增大，带宽浪费也越严重3.3.不能支持多种速率 不能支持多种速率以太网的传输介质是共享的 以太网的传输介质是共享的返回目录返回总目录返回章目录交换的提出1.1.共享以太网存在的问题的解决方法：分段 共享以太网存在的问题的解决方法：分段2.2.什么是分段 什么是分段将大型以太网分割成两个或多个小型以太网

4、 将大型以太网分割成两个或多个小型以太网每个段使用 每个段使用CSMA/CD CSMA/CD 介质访问控制方法维持段内用户的通信 介质访问控制方法维持段内用户的通信段与段之间通过 段与段之间通过“交换 交换”设备沟通 设备沟通交换设备在一段接收信息，经处理后转发给另一段 交换设备在一段接收信息，经处理后转发给另一段返回目录返回总目录返回章目录利用集线器组成的大型共享式以太网返回目录返回总目录返回章目录利用集线器组成的大型共享式以太网返回目录返回总目录返回章目录交换设备的类型1.1.交换设备有多种类型 交换设备有多种类型2.2.常见的交换设备 常见的交换设备局域网交换机：工作于数据链路层，连接较

5、为 局域网交换机：工作于数据链路层，连接较为相似的网络 相似的网络路由器：工作于互联层，实现异型网络互联 路由器：工作于互联层，实现异型网络互联返回目录返回总目录返回章目录以太网交换机组网将一台计算机直接连到交换机端口 将一台计算机直接连到交换机端口该计算机独享该端口提供的带宽 该计算机独享该端口提供的带宽将一个网段连到交换机端口 将一个网段连到交换机端口该网段上的所有计算机共享该端口提供的带宽 该网段上的所有计算机共享该端口提供的带宽返回目录返回总目录返回章目录以太网交换机的工作过程返回目录返回总目录返回章目录数据转发方式直接交换 直接交换测到目的地址字段，立即转发 测到目的地址字段，立即转

6、发存储转发交换 存储转发交换完整地接收整个数据，对数据进行差错检测 完整地接收整个数据，对数据进行差错检测改进的直接交换 改进的直接交换接收数据头部，判断头部字段是否正确 接收数据头部，判断头部字段是否正确返回目录返回总目录返回章目录地址学习1.1.建立端口建立端口/MAC/MAC地址映射表需要解决的问题地址映射表需要解决的问题交换机怎样知道哪台计算机连接哪个端口 交换机怎样知道哪台计算机连接哪个端口交换机怎样维护地址映射表以保持其 交换机怎样维护地址映射表以保持其“新鲜 新鲜”2.2.地址学习地址学习读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口（节点 读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口（节点只

7、要发送信息，交换机就能建立该表项）只要发送信息，交换机就能建立该表项）利用计时器维护表项的 利用计时器维护表项的“新鲜 新鲜”性 性返回目录返回总目录返回章目录通信过滤1.1.目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动 目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动2.2.方法：方法：利用端口 利用端口/MAC/MAC 地址映射表和帧的目的地址决定是否 地址映射表和帧的目的地址决定是否转发或转发到何处 转发或转发到何处如果地址表中不存在帧的目的地址，交换机则需要 如果地址表中不存在帧的目的地址，交换机则需要向除接收端口以外的所有端口转发 向除接收端口以外的所有端口转发返回目录返回总目录返回章目录通信过

8、滤举例返回目录返回总目录返回章目录生成树协议1.1.交换机级联是否可以出现环路？交换机级联是否可以出现环路？集线器级联不能出现环路（无论是水平还是树型结构）集线器级联不能出现环路（无论是水平还是树型结构）交换机级联可以出现环路（交换机执行生成树协议）交换机级联可以出现环路（交换机执行生成树协议）2.2.生成树协议 生成树协议通过实现生成树协议相互的交换信息 通过实现生成树协议相互的交换信息利用交换的信息将网络中的环路断开 利用交换的信息将网络中的环路断开逻辑上形成一种树形结构 逻辑上形成一种树形结构按照逻辑结构转发信息 按照逻辑结构转发信息返回目录返回总目录返回章目录生成树协议举例返回目录返回

9、总目录返回章目录虚拟局域网VLAN1.1.什么是虚拟局域网？什么是虚拟局域网？将局域网上的用户或节点划分成若干 将局域网上的用户或节点划分成若干“逻辑工作组 逻辑工作组”逻辑组的用户或节点可以根据功能、部门、应用等因 逻辑组的用户或节点可以根据功能、部门、应用等因素划分而无须考虑它们所处的物理位置 素划分而无须考虑它们所处的物理位置2.2.利用以太网交换机就可以配置 利用以太网交换机就可以配置VLAN VLAN 返回目录返回总目录返回章目录利用共享式以太网需要做些什么？(1)一个逻辑工作组的站点需要移到 一个逻辑工作组的站点需要移到另一个逻辑工作组（如站点从 另一个逻辑工作组（如站点从LAN1

10、 LAN1移动到 移动到LAN3 LAN3）一个逻辑工作组的站点需要物理位置 一个逻辑工作组的站点需要物理位置的移动（如 的移动（如LAN1 LAN1 中的站点从 中的站点从1 1 楼移动到 楼移动到3 3 楼）楼）移动站点的物理位置或逻辑工作组有 移动站点的物理位置或逻辑工作组有时需要重新布线 时需要重新布线返回目录返回总目录返回章目录利用共享式以太网需要做些什么？(2)一个逻辑工作组的站点需要移到另 一个逻辑工作组的站点需要移到另一个逻辑工作组（如站点从 一个逻辑工作组（如站点从LAN1 LAN1 移动到 移动到LAN3 LAN3）一个逻辑工作组的站点需要物理位 一个逻辑工作组的站点需要物

11、理位置的移动（如 置的移动（如LAN1 LAN1 中的站点 中的站点从 从1 1 楼移动到 楼移动到3 3 楼）楼）以软件方式实现逻辑工作组的划分 以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理 与管理返回目录返回总目录返回章目录VLAN 的组网方法1.1.静态 静态VLAN VLAN交换机上的 交换机上的VLAN VLAN 端口由管理员静态分配 端口由管理员静态分配这些端口保持这种配置直到人工改变它们 这些端口保持这种配置直到人工改变它们2.2.动态 动态VLAN VLAN交换机上 交换机上VLAN VLAN 端口是动态分配的 端口是动态分配的分配原则通常以 分配原则通常以MAC MAC 地址、逻辑地

12、址或数据包的协议类型为基础 地址、逻辑地址或数据包的协议类型为基础返回目录返回总目录返回章目录在一台交换机上配置VLAN返回目录返回总目录返回章目录跨越多台交换机的VLAN返回目录返回总目录返回章目录VLAN 的优点减少网络管理开销控制广播活动提供较好的网络安全性利用现有的集线器以节省开支返回目录返回总目录返回章目录返回目录返回总目录返回章目录实践：组装简单的交换式以太网1.1.以太网交换机 以太网交换机从端口和外形上很难区分交换机和集线器 从端口和外形上很难区分交换机和集线器交换机的类型：交换机的类型：10Mb/s 10Mb/s 交换机、交换机、100Mb/s 100Mb/s 交换机和 交换

13、机和10Mbps/100Mbps 10Mbps/100Mbps 自适应交换机 自适应交换机2.2.网卡 网卡10Mb/s 10Mb/s、100Mb/s 100Mb/s 和 和10Mbps/100Mbps 10Mbps/100Mbps 自适应以太网卡 自适应以太网卡返回目录返回总目录返回章目录交换式以太网中的电缆1.1.计算机与交换机连接 计算机与交换机连接直通电缆 直通电缆2.2.交换机与交换机级联 交换机与交换机级联上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆 上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆普通端口与普通端口：交叉电缆 普通端口与普通端口：交叉电缆3.3.交换机与集线器级联 交换机与集

14、线器级联上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆 上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆普通端口与普通端口：交叉电缆 普通端口与普通端口：交叉电缆返回目录返回总目录返回章目录计算机连入交换机返回目录返回总目录返回章目录集线器连入交换机返回目录返回总目录返回章目录以太网交换机的配置返回目录返回总目录返回章目录实践中组装的交换式以太网返回目录返回总目录返回章目录终端控制台的连接返回目录返回总目录返回章目录超级终端的串口配置返回目录返回总目录返回章目录终端控制台启动后的显示界面键入 后返回目录返回总目录返回章目录查看交换机的端口查看交换机的端口/MAC/MAC地址映射表地址映射表进入 进入en e

15、n 级别命令方式 级别命令方式返回目录返回总目录返回章目录显示端口 显示端口/MAC/MAC 地址映射表（地址映射表（show mac-address-show mac-address-table table）1 1返回目录返回总目录返回章目录查看VLAN 配置show vlanshow vlan返回目录返回总目录返回章目录添加VLANvlan database-vlan 0002 name LAN0002 vlan database-vlan 0002 name LAN0002-exit-exit添加后的显示返回目录返回总目录返回章目录为VLAN 分配端口configure terminal

16、-interface Fa0/1-switchport mode access configure terminal-interface Fa0/1-switchport mode access 和 和switchport access switchport access vlan 0002-exit vlan 0002-exit加入端口之后返回目录返回总目录返回章目录删除VLANvlan database-no vlan 0002 exit vlan database-no vlan 0002 exitVLAN VLAN 删除后，属于该 删除后，属于该VLAN VLAN 的所有端口将处于非激活状态 的所有端口将处于非激活状态返回目录返回总目录返回章目录本章小结n n11、共享式以太网存在的主要问题、共享式以太网存在的主要问题n n22、交换设备的类型、交换设备的类型n n33、以太网交换机的三个功能、以太网交换机的三个功能 n n44、虚拟局域网、虚拟局域网VLANVLANn n55、VLANVLAN的组网方法的组网方法n n66、配置、配置VLANVLANn n77、VLANVLAN的优点的优点n n88、实践：组装简单的交换式以太网、实践：组装简单的交换式以太网