交换机的基本原理

1、第一章交换机的基本配置和使用，路由和交换的基本原理，2，交换机的基本原理，交换机的主要参数，交换机的基本配置和使用，交换机的选定，本课目录， 华为交换机产品和外观介绍目前市场上常用的数据通信产品品牌有Cisco (思科)、华为(华为)、3COM (三康)、D-Link、TP-Link、ruizhi (夏普)、神州数字、H3C (华三)等。 4、华为交换机产品和外观的介绍，华三H3C交换机产品线，5、华为交换机产品和外观的介绍，交换机的外观，6、交换机的基本原理，交换机工作在OSI的第二层，可以视为一台多端口的桥接器，对所连接的两台设备独占点对点开关在全双工模式下工作。7、开关的基本原理，开关的

2、英语名称为“Switch”，是集线器的世代交替产品，采用了与集线器不同的工作原理。 从产品的外观来看，开关和一般集线器几乎没有什么区别。 一般是金属外壳的平坦长方体，面板上有多个RJ-45连接器。 交换机通常必须具有基本功能，如物理地址、错误检查(通常是CRC检查方法)、帧序列和流控制。 8、开关的基本原理、开关内部具有高带宽的底板总线、工作时使用的存储器、内部开关矩阵电路和其他相关控制机构。 虽然交换机这种方式显示了高效的，不浪费网络资源，仅向目的地地址发送数据，通常不太可能发生网络拥塞，但是因为数据传送并不是同时发送到所有节点，所以交换机可以向所有的节点发送数据。 这是交换机立即取代集线器

3、的重要原因之一。 9、开关的基本原理、开关和集线器的差异：1.OSI参考模型中的工作水平不同。 集线器通常在物理层上操作，目前相对普通的交换机至少在第二层上操作，而更高级的交换机在网络层和传输层上操作。 2 .交换机的数据传输方式不同。 集线器的数据传输方式是广播方式，交换机是点对点的数据发送。 3 .带宽的占有方式不同。 在带宽占用方面，集线器的所有端口都是共享集线器带宽的总和，而交换机上的每个端口都有自己的带宽。 4 .传输模式不同。 集线器只能用半双工方式传输。 因为集线器共享传输介质。10、地址学习帧的传输/过滤电路防止：开关的三个功能，开关的基本原理，11， 交换机如何学习主机位置，

4、第一次启动时MAC地址表为空，MAC地址表0260.8 c 01.1111，0260.8 c 01.2222，0260.8 c 01.3333 0260.8 c 01.444，E0，e 开关的基本原理，12，开关如何学习主机的位置， 主机a是否要向主机c交换机发送数据帧，或者通过学习数据帧的源MAC地址，记录主机a的MAC地址对应于端口E0的数据帧可以被发送到除端口E0以外的所有端口(目标主机的单播淹没) 0260.8 c 01.1111，0260.8 c 01.2222，0260.8 c 01.3333，0260.8 c 01.4444，E0:8c01.1111，e0 E1，E2，E3，d，

5、c，b，MAC地址表，瑞士交换机是如何学习主机的位置的， 主机d是否向主机c交换机发送数据帧，是通过学习数据帧的源MAC地址来记录主机d的MAC地址对应端口E03，并向除端口E3之外的所有端口传送该数据帧(目标主机的单播) 0260.8 c 01.1111，0260.8 c 01.2222，0260.8 c 01.3333，0260.8 c 01.4444，e0:8c01.1111，E3: 0260.8c01.4444，E0，E1，E2，E3，d，c 14、交换机如何过滤帧，交换机a向主机c发送数据帧，地址表中有目标主机，数据帧直接传送而不泛滥，e0:8c01.1111、e 23360 026

6、0.8 c 00 E1: 0260.8c01.3333、E3: 0260.8c01.4444、0260.8 c 01.1111、0260.8 c 01.2222、0260.8 c 01.3333、0260.8 c 01.4444、E0、E1、E2、E3 交换机基本原理，15，主机d将广播帧或组播帧或组播帧淹没在除源端口以外的所有端口中，0260.8 c 01.1111，0260.8 c 01.2222，0260.8 c 01.3333，0 E2，E3，d，c，a，b，e0:8c01.1111，E2: 0260.8c01.2222，e 1: 0260.8 c 01.33333 e : 0260.

7、8 c 01.4444，广播帧和组播帧， 交换机的主要参数，目前市场上的交换机种类多，应用技术不同，价格差异大，不同的交换机能提供的性能也不同，不同的技术应用影响了企业网络整体的性能。 当前交换机的主要参数是：17，交换机的主要参数，1.MAC地址表交换机识别连接到网络的节点的网卡MAC地址，并将它们保存在MAC地址表中。 在该MAC地址表被存储在交换机的高速缓存中，并存储有地址，并且需要向目的地地址发送数据的情况下，交换机能够在MAC地址表中检索该MAC地址的节点位置，并直接发送至该位置的节点。 18、交换机的主要参数1.MAC地址表MAC地址数是交换机的MAC地址表中最大可以存储的MAC地

8、址数。 不同级别的交换机可以支持不同端口的MAC数量。 交换机上的每个端口都需要足够的缓存来存储这些MAC地址。 高速缓存容量的大小由交换机可以存储的MAC地址的数量决定。 上位交换机越能存储的MAC地址的数量越多。19、交换机的主要参数、2 .端口类型是指交换机提供的端口为以太网、令牌环、FDDI、ATM等类型，通常固定端口交换机仅为单个类型的端口，适合中小企业和个人用户模块交换机可以选择不同介质类型的模块，因此端口类型丰富，适合部门级以上的用户。 快速以太网交换机的端口类型通常包括10Base-T、100Base-TX和100Base-FX，10Base-T和100Base-TX通常以10

9、M/100M的自适应端口提供。20、开关的主要参数、3 .端口号开关设备的端口号是开关最直观的测量元件，该参数通常为固定端口开关的标准固定端口开关端口号提供8、16、24、48等8的倍数。固定端口交换机虽然相对廉价，但是由于只能提供有限的端口和固定类型的接口，因此对可连接的用户数量和可用传输介质有限制，但是该交换机广泛应用于工作组，通常适用于中小企业的网络、管理子系统、瓦开关的主要参数，4 .传输模式传输模式有全双工、半双工、全双工/半双工自适应等三种模式。 全双工的优点是延迟小，速度快。 现在的交换机支持全双工。 22、交换机的主要参数，5 .传输速度交换机的传输速度是交换机端口的数据交换速

10、度。 目前常见的有10Mbps、100Mbps、1000Mbps等几种。 另外还有10GMbps开关，现在市场供应很少。 10M/100Mbps的自适应交换机适合在工作组级别使用，单纯的100Mbps或1000Mbps的ps交换机通常用于部门级别以上的应用和基干级别的应用。 10GMbps的交换机主要用于电信等基干网络。 23、交换机的主要参数，6 .模块插槽数模块插槽数为模块交换机时。 模块插槽数是指模块交换机可以安装的模块的最大数量。 模块式交换机为用户保留了各种空闲插槽，因此用户可以扩展各种接口，保留的插槽越多，用户扩展的馀地就越大. 模块式交换机有多个空闲插槽，用户可以选择不同数量、不

11、同速度和不同接口类型的模块来满足不同的网络需要. 但是，它更有灵活性和可扩展性。 此类模块化交换机的端口数因模块数和插槽数而异。24、交换机的主要参数、7 .交换机方式当前，交换机在传输发送源和发送目的地端口的数据包时，通常采用直交换、存储转发方式和片段分离方式三种数据包交换方式。 目前的存储传输方式是交换机的主流交换方式。 直达交换方式。 采用直通方式的以太网交换器，在输入端口检测到数据帧的情况下，检查该帧的标头，取得帧的目的地地址，将内部的动态查找表转换为对应的输出端口，在输入和输出的交叉连接，并连接数据帧由于不需要只检查数据帧的标头(通常只检查14字节)，因而中断方法具有延迟少，交换速度

12、快的优点。 25、交换机的主要参数，8 .底板带宽交换机的底板带宽也称为交换带宽，交换机的数据处理量为交换机接口处理器或接口卡与数据总线之间可吞吐量的最大数据量底板带宽显示了交换机的整体数据交换能力，交换机的底板带宽越高，处理数据的能力越高，而设计成本也越高。 交换机上所有端口可用的总带宽是根据端口号2 (全双工模式)来计算的。 例如，一台16端口的10M/100Mbps交换机的总带宽=16100Mbps2=3.2Gbps。 当总带宽小于等于标称背板带宽时，在背板带宽中为线速度。 26、交换机的主要参数，9 .传输率传输速率也称为吞吐量，指交换机在一秒钟内接收数据位并通过适当的端口发送的最大数

13、据位数。 相当于一座立体交叉桥一秒钟能通过的车辆流量。 这是交换机的重要参数，指示了交换机的特定性能。 交换机传输速率=千兆端口号1.488Mpps千兆端口号*0.1488Mpps。 因为数据包传输线速度的测量标准是以单位时间发送64字节数据包(最小数据包)的个数为计算标准。 27、交换机的主要参数10.Vlan支持Vlan是一种数据交换技术，用于将LAN设备在逻辑上划分为小LAN以实现虚拟工作组。 该技术使端口能够分离，即使是相同的交换机，位于不同VLAN的端口也不能通信。另外，对网络的安全也有利，由于不同的VLAN不能直接通信，所以广播信息不安全。 第三个优点是可以灵活地管理，无需更改端口

14、或连接，只需要更改软件配置就可以更改用户所属的网络。 VLAN可以将网络分割为多个广播域，并用于控制网络中不同部门、不同站点之间的相互访问，从而有效地控制广播风暴的发生。28、交换机的主要参数、11 .扩展方式如果网络所需的端口数不满足一台交换机的要求，则交换机的端口可以通过级联和堆栈两种方式进行扩展。 级联是指使用普通电缆连接两台以上的交换机，实现相互通信。 可级联交换机的前面板通常具有Up-Link端口，这是与上级设备级联的位置。 级联设备处于上下关系，下级设备的所有端口都共享上级连接的端口带宽。 29、交换机的主要参数，12 .端口聚合可以将多个物理连接视为单个逻辑连接。 这可以通过多个

15、端口在两个交换机之间同时传输数据，从而提供更高的带宽、更高的吞吐量和可恢复性。 也可以在汇聚了多个物理链路后，经由汇聚后的多个物理链路同时进行传输，还具有链路冗馀的作用。 一般来说，两个常见的交换机连接的最大带宽取决于介质连接速度(100BASE-TX双绞线为200M )，但使用端口聚合技术，可以将4个200M的端口汇聚为最大800M的连接。 此技术的优点是捆绑多端口以更低的成本提高带宽。 30、开关的主要参数，13 .三层交换三层交换是针对传统交换概念提出的。 传统的交换技术在OSI网络标准模型的数据链路层操作，三层交换技术在网络模型的第三层实现了数据包的高速传输。 简单地说，三层交换技术是

16、二层交换技术三层传输技术。 交换机提供了虚拟局域网之间的线速连接，解决了VLAN之间的通信连接问题和传输瓶颈。 三层交换机通常用于企业网络信息中心和设备间子系统。 31、交换机的主要参数，14 .管理功能具有管理功能的交换机是中高端交换机具有的功能，其目的是使企业网络处于可管理状态，并提高网络通信性能。 交换机提供的管理不同，交换机的管理通常包括VLAN、第3层交换机、端口聚合、负载均衡、生成树和SNMP功能。 管理功能不同，交换机的价格也有很大差异，从数百元到数十万元不等。 32、交换机的主要参数，14 .管理功能与网络管理交换机外观具有共同的特点，为交换机的前面板和后面板提供了控制台端口。

17、 控制台端口的接口类型因品牌和型号而异，有DB-9串行端口和RJ-45端口。 但是，共同点是此端口被标记为“控制台”，如果找到了标记为“控制台”的端口，就成为网络管理型交换机。 33、交换机的选择，中小企业网络更关注网络的稳定、高速、资金投入，因此在选择交换机时，应遵循以下几个原则： 34，1 .性能的选择因性能而异，交换机应由企业级交换机、部门级交换机企业级交换机通常采用模块化结构，通常用于企业网络的顶层.例如，企业级交换机。 提供定制、优先级队列服务和网络安全控制。 可以传输大量的数据和控制信息，具有硬件冗馀和软件可扩展性的特点，保证网络的可靠运行。 这在带宽和传输速率方面远高于底板容量中的常用交换机。 企业级交换机通常支持信息点超过500个的大企业应用程序. 交换机选择，35，1 .性能选择部门级交换机是面向部门级网络的交换机。此类交换机可以是固