第03章交换机与虚拟局域网(V2)

第3章交换与虚拟局域网徐敬东张建忠南开大学计算机系xujd zhangjz 本章主要内容 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的组网方法和特点实训内容利用交换机组装简单的交换式以太网配置以太网交换机在交换式以太网上划分VLAN 共享式以太网存在的主要问题 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节点增加 冲突概率增大 带宽浪费也越严重不能支持多种速率以太网的传输介质是共享的 交换的提出 共享以太网存在的问题的解决方法 分段何谓分段 将大型以太网分割成两个或多个小型以太网每个段使用CSMA CD介质访问控制方法维持段内用户的通信段与段之间通过 交换 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 利用集线器组成的大型共享式以太网 利用集线器组成的大型共享式以太网 交换设备的类型 交换设备有多种类型常见的交换设备局域网交换机 工作于数据链路层 连接较为相似的网络路由器 工作于互联层 实现异型网络互联 以太网交换机组网 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 以太网交换机的工作过程 数据转发方式 直接交换测到目的地址字段 立即转发存储转发交换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接收数据头部 判断头部字段是否正确 地址学习 建立端口 MAC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维护地址映射表以保持其 新鲜 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 新鲜 性 通信过滤 目的 隔离本地信息 避免不必要的数据流动方法 利用端口 MAC地址映射表和帧的目的地址决定是否转发或转发到何处如果地址表中不存在帧的目的地址 交换机则需要向除接收端口以外的所有端口转发 通信过滤举例 生成树协议 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 交换机级联可以出现环路 交换机执行生成树协议 生成树协议通过实现生成树协议相互的交换信息利用交换的信息将网络中的环路断开逻辑上形成一种树型结构按照逻辑结构转发信息 生成树协议举例 虚拟局域网VLAN 什么是虚拟局域网 将局域网上的用户或节点划分成若干 逻辑工作组 逻辑组的用户或节点可以根据功能 部门 应用等因素划分而无须考虑它们所处的物理位置利用以太网交换机就可以配置VLAN 利用共享式以太网需要做些什么 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LAN1移动到LAN3 一个逻辑工作组的站点需要物理位置的移动 如LAN1中的站点从1楼移动到3楼 移动站点的物理位置或逻辑工作组有时需要重新布线 利用交换式以太网需要做些什么 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LAN1移动到LAN3 一个逻辑工作组的站点需要物理位置的移动 如LAN1中的站点从1楼移动到3楼 以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理 VLAN的组网方法 静态VLAN交换机上的VLAN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动态VLAN交换机上VLAN端口是动态分配的分配原则通常以MAC地址 逻辑地址或数据包的协议类型为基础 在一台交换机上配置VLAN 跨越多台交换机的VLAN 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 实训 组装简单的交换式以太网 以太网交换机从端口和外形上很难区分交换机和集线器交换机的类型 10M交换机 100M交换机和10M 100M自适应交换机网卡10M 100M和10 100M自适应以太网卡 交换式以太网中的电缆 计算机与交换机连接直通电缆交换机与交换机级联上行端口 级联端口 与普通端口 直通电缆普通端口与普通端口 交叉电缆交换机与集线器级联上行端口 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 计算机连入交换机 集线器连入交换机 以太网交换机的配置 配置方式终端控制台TelnetWWW专用软件 实践中组装的交换式以太网 交换机 Cisco2924 终端控制台的连接 超级终端的串口配置 终端控制台启动后的显示界面 键入后 查看交换机的端口 MAC地址映射表 进入en级别命令方式 显示端口 MAC地址映射表 showmac address table 查看VLAN配置 showvlan 添加VLAN vlandatabase vlan0002nameLAN0002 exit 添加后的显示 为VLAN分配端口 configureterminal interfaceFa0 1 switchportmodea