计算机网络1.ppt

1、,第一章 基础知识 1.1 基本概念 一、计算机网络 1. 两台以上计算机系统集合（距离、台数、用途） 2. 用通信手段进行连接（连接介质、方法、器件） 3. 在协议的控制下进行数据交换（协议、原理） 4. 资源共享为目的（硬、软资源共享，有效管理、安全） 二、信道：某一个方向传输信息的媒体。一条通信电路一般有一条发送信道和一条接收信道。,三、信号 （一）摸拟信号：在一个范围时间内去连续值 正弦波是所有周期信号中最基本的一种,参数： 振幅和最大振幅，周期（T）， 频率(f)，相位(波形中相对于零点的位置，角度) f=1/T,参数： 比特间隙：发送一比特(2进制位)所需要的时间。 比特率：每秒钟

2、发送的比特数，用bps(bit per second)表示. （三）数字信号的分解 一个数字信号可以分解成无穷个谐波（正弦波）,（二）数字信号：非连续，只能取有限值,频谱：指信号所包含的所有分量频率的集合，并通过频谱图表示。如上图。 有效频谱：无限频谱的主要部分。如图B中红线部分， 带宽：有效频谱的宽度，即分量频率的范围。等于有效频率范围内最高频率与最低频率之差。 如：上图B中 fn=8000Hz, f1 =1000Hz,带宽B为： B fn f1=8000-1000=7000Hz,A,介质有效带宽：一种介质能有效、正确传输信号的频率范围。 基带信号:数字信号(0、1)直接用两种不同电压表示，

3、在线路上传输。 宽带信号：将基带信号进行调制后形成的信号。 计算机网络中的带宽：指网络通信线路传输数据的能力，用比特率表示。 吞吐量：指单位时间内通过网络的数据量。受网络带宽和其它因素的影响。 时延：数据从网络的 一端传送到另一端所用时间。包括：发送时延、传播时延、处理时延、排队时延。 往返时间（Round-Trip Time）:发送方从发送数据开始，到收到接收方的确认信息所经历的时间。,1.2 复用 多个设备共用一条线路。 复用：1 频分复用；2 时分复用；3 波分复用；4 码分复用 一、频分复用：把各个信号用不同的载波频率调制，再把调制后的合成可以通过链路传输的复合信号，进行传输。 条件：

4、链路带宽大于要传输的所有带宽之和。,二、时分复用 1 同步时分复用,在有的设备不用时，帧填不满，造成资源浪费。 2 异步时分复用 如果有N条线路，帧内最多有M个时间片（NM），链路占用更合理。 分析：N=5，M=3时,3 波分复用 一根光纤同时传输多个频率 很接近的的光载波信号，即波分复用，道理同频分复用。光波频率很高，用波长表示方便。（合波器、分波器）,4 码分复用 也称码分多址（CDMA），每个用户可以在同时使用同样的频率通信。每个站分配一个唯一m比特码片序列。,1.3 数据交换方式 1 电路交换 (Circuit switching) 过程：用户呼叫成功，从主叫端到被叫端建立一条通路；

5、交换信息； 释放通路,特点：连通的全部时间内用户始终占用端到端固定带宽； 线路利用率低；, 不灵活，任一端出现故障，必须重新建立连接。 报文交换（Message switching） 存储转发方式（Store and forward），类似信件的邮递过程。 特点：灵活，但时延长。,3 分组交换（Packet switching） 把报文分成若干个组，分别传送，到达目的地再组装。传递方式为存储转发方式。 特点：灵活，时延长少于报文交换。,三种交换的比较,A B C D,A B C D,A B C D,报文交换,电路交换,分组交换,t,数据传送 的特点,比特流直达终点,报文,报文,报文,分组,分组

6、,分组,存储 转发,存储 转发,存储 转发,存储 转发,* 通信子网 网络应用与发展的必然产物，把专门用于数据传输部分分 离出来，由电信部门经营。,H：主机；AE：交换节点。,通信子网：主要完成网络间或网络与主机的通信，电信部门经营，其他单位、部门使用时向电信租用。合理利用资源，同时也降低了费用。 资源子网：由单位或公司组建、经营。提供服务和信息资源。 从工作方式分，因特网有2部分： 边缘部分（用户直接使用），核心部分（网络连接与数据交换，为边缘部分提供服务）。 1.4 标准化组织 （一）标准 1 法定标准：被标准化组织认可的标准。 2 事实标准：虽未经标准化组织认可，但已广泛得到应用的标准。

7、,（二）标准化组织 1 ISO (International Standard Organization): 1974年创建，国际性的标准化组织，82个成员国。 ISO致力于国际标准制定，涉及多个领域，是国际上最大的标准化组织。 2 IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers) 电气电子工程师学会：制定计算机通信、电子工程以及电气方面标准的国际专业组织。 EIA（Electronics Industries Association）电子工业联合会：是美国电子产品生产商联合会，制定的标准我们熟悉的有 EIA-232-D，EIA-4

8、99 等。,4 论坛：应用技术发展远远超过标准化组织标准化的能力，为了满足实际需求和标准化的进程，许多有专门兴趣的团体或公司组成论坛。论坛与高校和用户一起协作测试、评价和标准化某些新技术、加速新技术的推广和应用。将结论提供给标准化组织。 1.5 协议 1 概念：计算机网络中要正确地交换数据，就要遵守约定和规则协议。 2 协议分层 复杂 相对简单的问题,接口：每一对相邻层之间规约为接口，通过服务点完成层之间的数据交流，服务和提供服务。,网络体系结构：层和协议的集合。体系结构的描述必须包含足够的信息，使实现者可以用来为每层编写程序和设计硬件。 层次划分 各层之间相对独立 解决问题的规模适中 考虑计

9、算机通信的特点,1.6 开放系统互连参考模型（OSI/RM： Open System Interconnection /Reference Model） 1983年 ISO颁布 （一） 七层参考模型,（二）各层功能描述 1 物理层（Physical layer） 本层的任务是透明传输比特流。（单位：比特） 透明：一个实际存在的物体看起来就像不存在一样。 透明传输比特流，指比特流经物理层传输后不发生变化，与原来一样。 物理层定义的4个特性： 机械特性：接口器件的形状、尺寸、引线数目和排列，固定和锁定装置等。 电气特性：接口线上的电压范围，即什么电压代表“1”，和“0”。, 功能特性：说明个信号线

10、的功能，数据、控制、定时、等等。 规程特性：定义利用信号线进行比特流传输的一组操作规程。即：连接的建立、维持、交换信息、终止等双方的动作序列。 2 数据链路层（Data link layer） 在两个相邻结点间的线路无差错传输数据，使网络层成为一条无差错的链路，数据封装在帧中。 主要有以下几项工作： 链路管理：数据链路的建立、维持、释放。, 帧同步：帧同步指接受方能从比特流中准确区分一帧开始和结束标志。 流量控制：当接收方来不及接受时，及时控制发送速率。 传输中，大都采用检错从发的控制方法。发现错帧重发错帧，进行差错控制。 寻址：多点连接情况下，保证每一帧都能正确的发到目的地。（网内寻址）,3

11、 网络层（Network layer） 负责把分组（Packet）从信源传输到信宿； 路由选择（网间） 拥塞、差错控制 4 传输层（Transport Layer） 传输层，信息传输单位是报文。 传输层任务：根据通信子网的特性最佳地利用网络资源，在源站和目的站之间建立一条运输线，透明地传输报文。,7 应用层（Application Layer） 为用户提供访问网络资源的接口,提供各种服务。如:数据共享,网络管理,数据传输,电子邮件,等等. (三) 层次分析： （1） 1、2、3层为通信子网涉及范围，主要处理从一个设备到另一个设备数据传输物理方面的问题（电特性、物理连接、寻址、可靠性等）。 （2

12、）5、6、7层为用户支持，允许不同软件系统之间相互操作。 （3）4层上3层和下三层的连接部分,五层协议的体系结构,应用层(application layer) 运输层(transport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer),数据链路层,5 应用层,4 运输层,3 网络层,2 数据链路层,1 物理层,第二章 局域网 2.1 概述 一、计算机网络类型(根据计算机之间的距离) 1 LAN（Local Area Network）:几十米几公里，一般在同一房间、同一建筑物内，或在同一厂区，校园； 2 M

13、AN(Metropolitan Area Network):数十公里，一般在一个城市； 3 WAN（Wide Area Network):数百公里； 4 Internet:世界范围。,二、LAN特点 1 传输速率高，4M10G； 2 传输质量高，误码率低（10-710-12）； 3 可用传输介质丰富（同轴电缆、双绞线、光纤、无线）； 4 拓扑结构规则（总线型，星型，环型，树型）； 5 范围有限、用户数量有限（受介质最大长度和工作站之间有最小距离的限制）； 6 一个计算机网络内的通信，不涉及路由选择。,2.2 局域网的体系结构 局域网中没有路由选择，只涉及到最底下2层（物理层和数据链路层）。 一

14、、数据链路层 数据链路层要完成的任务较多，把数据链路层分成两个子层。媒体接入控制子层（MAC:Medium Access Control）和逻辑链路控制子层（LLC: Logical Link Control）。访问服务点在逻辑链路控制层与上层的交界面上。见图2.1。,二、IEEE 802参考模型 80年2月，IEEE 成立了一个IEEE802 委员会专门制定局域网标准。所制定的LAN标准被ISO改为国际标准。 IEEE802 委员会13个分会，分管内容如下： 802.1 概述、体系结构，寻址、网络管理、网络互连及高层接口。,802.2逻辑链路控制（LLC）。 802.3CSMA/CD (载波

15、监听多路访问冲突检测) 。定义CDMA/CD总线网的MAC子层和物理层规范。 802.4令牌总线网。定义令牌总线网的MAC子层和物理层规范。 802.5令牌环形网。定义令牌环形网的MAC子层和物理层规范。 802.6城域网MAN(Metropolitan Area Network)。定义城域网的MAC子层和物理层规范。 802.7宽带技术。 802.8光纤技术。,802.9综合话音数据局域网接口（LANISDN）。 802.10可互操作的局域网的安全规范。 802.11无线局域网（Wireless LAN)。 802.12优先级高速局域网（100VG ANY LAN）。 802.14基于有线电

16、视的广域通信网。 2.3 信道共享技术 不讨论使用复用器和集中器情况。,讨论多点接入技术，用一条公共线路把多个用户连接起来。要解决的问题是如何使多个用户协调工作， 工作站之间的通信必须准循一个协议。,一、ALOHA 基本的多点接入技术（协议），20世纪70年代初在夏威夷大学试验成功。其目的是实现地理分散的用户通过无线电与中心计算机连接。所以，ALOHA最初是在无线电信道上实现的。 （一）纯ALOHA,1 工作原理： 如图3.3，连接在一起的工作站都自由的发送数据，用帧的发送持续时间T0表示帧的长度（便于分析）。并设是理想信道，发送中不出错。纯ALOHA系统工作原理见,图2.3。,ALOHA系统

17、重发纠错，如发生冲突，等一个随机时间段再重发冲突帧，如果还发生冲突，再重发，直至成功。帧发送成功条件是，发送前和发送后各一段时间内，没有其它帧发送（共2T0时间内）。,2 性能分析 吞吐率（S）：在T0时间内成功发送的平均帧数。显然，0S1。在极限的情况下S=1，帧连续发送，中间没有间隙，也不发生冲突的情况。 网络负载（G）：G等于在T0时间内总共发送的平均帧数（包括冲突重发帧），显然GS。 在站的通信量很小时，整个系统的帧到达可以看成泊松分布。S=Ge-2G （Abramson 在70年推导出的著名公式）,由左图知： 当G0.5 时，G值越大，S值越小； G=0.5 时，S取最大值 S=0.

18、184 一般限制 S0.1,二. CSMACD 载波监听多多路访问（CSMA:Carrier Sense Multiple Access/collision detection）是一种共享传输介质协议。 CSMA在发送数据之前对信道进行了监听，避免盲目发送，减少发送冲突。可能出现： 多个站同时监听到信道闲，而同时发送数据，引起冲突；由于数据传输的时延存在，在到达目的站之前，对方发送数据，发生冲突。 CSMACD要点是：发送前先进行监听，如果信道闲就发送，边发送边监听，只要监听到发生冲突，立即停止发送。等一个随机时间后，重新开始前面过程。,冲突检测,2.4 IEEE 802.3 标准：CSMA/

19、CD 一、802.3 局域网概述 1. 802.3 局域网是一种基带局域网 2. IEEE802.3 标准采用 CSMA/CD 协议。 二、传输介质 1. 粗缆（收发器，AUI电缆，AUI接口,50欧,500M）,图2.12 同轴电缆,2. 细缆（BNC接口，185M）,图 3.14 粗缆总线式连接,图 2.15 细缆总线连接,连接简单，费用低，直接用T形头与BNC连接器相连，电缆线两头用50欧的终结器。专用工具接线。,3. 非屏蔽双绞线（UTP,RJ45接口、接头）,图 2.13 不同的连接方法,4. 光纤（单模与多模）,三、网卡 又称网络适配器或网络接口卡NIC（Network Inter

20、face Card）。是计算机与传输介质的接口。每一网络设备至少配有一块网卡，通过传输介质将它们连接到网络上。 每块网卡都有一个唯一48比特网络地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的。称为物理地址。参数（中断号和基址）设置大部分自动设置。,（一）网卡的功能： 1 接收网络上传过来的数据包，并判断是否是传输给本地计算机的数据，如果是，解包后将数据通过主板上的总线传输给本地计算机； 2 将本地计算机上的数据发送到网络。 3 串/并转换 （二）网卡接口 1、RJ-45接口网卡（双绞线接口） ，用来连接双绞线，易于扩展、调试方便。 2、BNC接口网卡（细缆接口） ，用来连接同轴电缆。,图 2.1

21、1 网卡的不同接口,3、AUI接口网卡（粗缆接口） ，用来连接AUI电缆，布线繁琐，很少采用。 早期的网卡有的一块卡上有三种接口，见图3.11.,四、以太网特点 1. 结构简单,维护方便，价格低，应用广泛 2.帧的最小长度64字节，发送时间 51.2 s。保证在帧发送完成之前能检测到发生的冲突信号。 3.网络负载达到一定程度，性能急剧下降。 。,五、集线器（HUB） 以太网采用星形拓扑，在星形的中心则增加了一种可靠性非常高的设备集线器(hub),集线器,（一）双绞线 1. 双绞线最大长度100M（3类、4类、5类、超5类、6类）。 2. 3类双绞线:带宽16Mb/s; 3. 4类双绞线:带宽2

22、0Mb/s 4. 5类双绞线：带宽100Mb/s；超5类双绞线：带宽155Mb/s 5. 6类双绞线：带宽200Mb/s,(二) 集线器连网,图2.18 细缆和双绞线一起使用,图 2.16 双绞线与HUB连网,图 2.17 HUB级连,2.5 交换式以太网 一、交换式以太网出现 网络负载达到一定值后，速度急剧下降。多媒体出现，加大了数据传输量，原来网络性能不能满足要求。交换式以太网避免了广播风暴的发生，明显提高了以太网的速率。 二、交换式以太网的工作原理 交换式以太网是通过交换集线器（HUB）来完成的，交换集线器的特点：1 不通信时所有端口不通。2 通信时，可以同时连通多对端口，各对断口都能无

23、冲突的通信，与独占媒体一样。3 通信完成连接端口断开。,三. 交换集线器（交换机） 普通以太网（10MbS），如果有N个用户同时使用，每个用户占有的平均带宽为10Mb/s；交换式以太网（10Mb/s），N个用户同时使用，每个用户站有的带宽仍为10Mb/s。,图 3.20 交换式集线器,四、实现虚拟局域网 （一） 虚拟局域网试图解决广播帧隔离问题，使用虚拟局域网技术，把LAN中通信密切，处于不同位置的一组工作站，逻辑上分成一组虚拟局域网。可以限制广播G帧的扩散范围。,2.6 IEEE802.5标准:令牌环型局域网 一、令牌环的组成 1. 电缆(屏蔽双绞线:TP) 2. 干线耦合器 见图2.22,

24、(B) 干耦合器收听方式,(C) 干耦合器发送方式,干线耦合器的任务: 转发从环路输入的比特流。再转发过程中，对信号整形放大。在收听方式下，干线耦合器与其上的站点是断开的，如上图B。 监视令牌证和数据帧。如果发现含有自子地址的数,据帧，就把比特流输入到与干线耦合器相连的主机。同时，干线耦合器仍然照常转发环路的比特流。如果一个站要发送数据，必须先截获令牌帧。 二、工作原理 1. 令牌环初始化，产生空令牌，延环流动。 2. 要发送数据的站点监视空令牌，直到获得空令牌。 3. 发送数据的站点获得空令牌后，发送数据帧。 4. 数据帧到达目的站，数据拷贝，置应答标志。 5. 数据帧回到发送站，检查应答（

25、对方是否收到），当数据帧最后一位回到发送时，发送数据站发空令牌。,图 2.23 令牌环的工作原理,三、应用 1985年IBM研制出了4M/S的令牌环网；标准的令牌环网速率达到16M/S；高速令牌环网速率达到100MS。 上个世纪80年代令牌环网比较兴旺，90年代后逐步衰落，被高速以太网代替。 令牌环网适合于重负荷的工作情况，轻负荷时性能不佳。 2.7 IEEE802.4标准:令牌总线局域网 令牌环局域网在重负合时性能好，总线局域网在重负合时性能下降，但维护方便。总线局域网介于两者之间。 一、令牌总线局域网特点 1. 物理结构上是一个总线网。 2. 逻辑上是令牌环网。,图 2.25 令牌总线局域

26、网,二、令牌总线局域网工作原理 1. 环初始化，形成逻辑环和令牌。 2. 帧传递 3. 站插入：周期型给站加入逻辑环的机会，新站加入到逻辑环中的适当位置。 4. 站退出：通过将退出站的前驱和后继直接相连，将不活动的站退出逻辑环。 5. 故障处理,2.8 网络连接设备 一、中继器（Repeater） 1 最简单的网络扩展设备。 2 工作在物理层，只是起到了电信号延伸传输的作用。中继器不能提高传输信号的质量，也不能纠正错误信号。 3 中继器只能连接相同的局域网：用中继器互联的局域网应 具有相同的协议和速率。 4 中继器既可以连接相同传输介质的同类局域网，也可以连 接不同传输介质的同类局域网。 5

27、有源设备。 6 最多接五个网段。,主要优点：安装简单，使用方便，价格相对低廉，它不仅起到了扩展网络距离的作用。通过中继器连接起来的网络仍是同一网络。,二、网桥(Bridge) 能对局域网进行扩展，工作在链路层（MAC）设备，能连接不同数据两路层协议、不同传输介质、不同传输速率、不同拓扑结构的局域网（IEEE802）。 （一） 网桥的内部结构:,（二）网桥应用环境 1. 扩大网络物理范围，类似中继器 2. 过滤通信量，改善网络性能：局域网络分割。 3. 提高网络的可靠性（隔离故障）：网络故障只影响出现故障的网段，不是整个网络。,4. 可互连不同类型的LAN。,（三）网桥类型 1 透明网桥(tra

28、nsparent bridge) IEEE标准网桥把多个LAN桥接以后，只要把网桥连接好即可，不需要任何的软件、硬件设置、转发表，网桥就能正确运行。目前使用得最多的网桥是透明网桥。 透明网桥是一种即插即用设备，其标准是 IEEE 802.1D。,透明网桥原理： 桥接开始，转发表为空，网桥不知道任何目的地址的位置； 通过自学习的方法逐步完善转发表的内容；网桥收到一帧后先查找转发表中与帧的源地址有无匹配的项目。如没有，在转发表中增加一个项目（源地址、进入的接口）。如有，把原有的项目进行更新。转发帧。查找转发表中与收到帧的目的地址相匹配的项目： A 如没有，则通过所有其他接口（但进入网桥的接口除外）

29、按进行转发。 B 有，则按转发表中给出的接口进行转发。 C 若转发表中给出的接口是该帧进入网桥的接口，应丢弃这个帧（因为这时不需要经过网桥进行转发）。 见下页图,地址 接口,转发表的建立过程,B2,B1,A,B,C,D,E,F,1,2,1,2,地址 接口,特点： 透明网桥是无连接的，每一个帧独立的选择路线；连接简单，使用方便，连好就能用。 透明网桥容易安装，但网络资源的利用不充分 2 源路由网桥(source route) 基于802.5令牌环网提出的网桥标准，网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。发送帧的源站点负责路由选择，即发送帧的原站知道目站的地址，路径中的网桥按照帧头中的下一站

30、网桥地址将帧一一转发。 源路由网桥原理：源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，每个发现帧都记录所经过的路由。, 发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站。 源站在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。把路由信息放入发送的帧的首部发送 。 特点：可以利用最佳路由；面向连接的；由主机负责计算最佳路径。 （四）网桥的实现： 1 专用网桥 2 计算机加网卡 内部网桥：网卡安装在文件服务器上，网段连在服务器的网卡上，通过文件服务器把不同的网段连接起来。 外部网桥：工作站充当网桥或用专用网桥,四、路由器（Router） （一）路由器有关概念 1 工作在网络层，比网桥、中继器更复杂的

31、互连设备 2 路由器多端口设备，可以连接不同的传输速率。 3 运行于各种环境的 LAN 和 WAN（连接异种网络）。 4 能在互联的若干条路径之间选择一条最优路径。 （二）路由表 路由器的基本功能：路由选择和分组转发。 建立路由表的基础是，路由算法（路由协议）和网络结构。,（三）路由表分类 1 静态路由表 由系统管理员预先设置固定路由表，路由器根据固定路由表选择路径。在系统安装时根据网络的结构设置，不随网络结构变化自动改变。 优点： 静态路由表本身不共享，不发送给任何设备，安全可靠，适合安全要求高的环境。 静态路由表不需要进行复杂的路由计算，数据速度比动态路由快。 不需要在网络中传输路由表更新

32、信息，减少了网络流量。,缺点： 如果出现故障，路由表不能用，网络不能像动态路由那样自愈，将造成网络无法运行。 为了确保考虑到所有可能的路径，用大量的时间建路由表。 2 动态路由表 根据网络系统的运行状态而能自动调整的路由表。路由器依照路由协议提供的功能，完成自学习和记忆网络运行状态。动态路由中，每台路由器都要与网络系统中的其它路由器共享路由表。 （五）功能 1 扩展网络，LANWAN 2 为便于管理，把大规模的网路分割成若干个子网。 3 处理数据：过滤、转发、加密解密、压缩解压 4 网管：配置（被管对象的状态配置），根据网路的拥挤程度选择路线。,五、网关（Gateway） (一)网关：是一种协

33、议转换器，可接收一种协议格式的包，在转发之前转化成另一种协议格式的包。工作在所有7层中。 网络专业人员也指连接专用网络和公共网络的路由器。 （二）应用 1 用作协议转换器。 2 远程访问,3 多媒体通信系统的网关 一台提供特殊功能的计算机，连接线路交换网络IP包交换网络，保证异种网络之间连通，负责异种网络之间的实时全双工通信。,H.323:局域网上的多媒体通信标准。 H.320:综合业务数字网（ISDN）电视会议标准。 H.324:公共交换电话网（PSTN）上的多媒体通信标准。,* 网关的基本功能： A 协议转换：作为一个解释器，不同网络之间建立联系（PSTN和H.323之间），实现相互对话。

34、 B 转换数据格式：不同网络使用的编码方法，之间交换信息，需对数据进行转换。 C 传输数据：负责在不同网络之间传输数据。 （三）特点 透明性差、复杂、效率低。,第三章 高速局域网 3. 1 100BASE-T技术 一、100BASE-T基本情况 1 100BASE-T 是10BASE-T以太网标准的基础上发展起来的 2 在IEEE在1985年月正是通过了100BASE-T快速以太网标准，代号为IEEE802.3。 3 100BASE-T保留了以太网原来的结构，帧的最小长度和最大长度没变。 4 介质访问控制子层采用相同CSMA/CD协议。 5 星形拓扑结构，与10BASET完全兼容。 二、100

35、BASE媒体选择 UTP、模光纤、RJ45接头 半双工或全双工工作方式。,三、100BASE-T快速以太网配置与组成 最简单的形式是星型结构。,3.2 交换机 一、交换机性能概述 1 交换技术已经成为网络连接设备的主流技术，具有高性能、操作简化的特点。 2 交换机的所有端口都共享同一指定的带宽，每一个连接到交换机上的设备都享用其专用专用信道。 二 交换机分类 （一）按交换机工作涉及到的协议层分类 有把二层交换机、三层交换机、多层交换机，仅介绍前两种 1 第二层交换机 工作在7层参考模型的第二层（数据链路层）。 最早推出的产品，广泛应用； 根据MAC地址完成数据帧交换，没有路由功能； 可以划分V

36、LAN，但是不同VLAN之间的成员不能直接通信，通过路由器完成； 一般用于不需要部署路由器的环境。,2 第三层交换机 交换机运行在7层参考模型的第三层； 第二层交换技术和路由技术的有机结合，是具有路由功能的二层交换机； 利用数据包的目的IP地址完成路由选择和快速交换； 能实现不同子网、不同VLAN之间的通信； 用于大型、高速园区网和企业网中的核心层汇聚层； 存在端口类型类型少、能支持的路由协议少等不足，大型LAN之间的互联不是用三层交换机，而使用路由器。 （二）按交换机的架构分类 1 单台（不可叠堆）：单台使用，不能堆叠，最早的交换以太网产品,2 可叠堆式：也可单台使用。叠堆在一起的交换机逻辑

37、上构成了一台完整的交换机，不仅端口成倍增长，交换机的带宽也成倍增长。 堆叠机可作为一个独立单元运行，统一配置和管理。,3 箱体模块化交换机 每一单独的交换机一模块式插入箱体中的母板上，每一交换机模块提供816个端口。 同一模块上的端口在交换数据时，不跨越母板；不同模块的端口之间交换数据时，必须经过母板上的传输总线。 母板上为交换模块提供了若干个固定插槽，母板总线的带宽至少是所有模块带宽总和。,特点： 结构完整、紧凑、扩展和管理方便； 高可靠性：电源备份，无源母板结构，交换引擎模块采用双备份技术； 维修方便：热插拔技术； 系统集成和配置灵活：在箱体中可以插入多种以太网模块（10 M模块、100 M模块，FDDI模块等）。 三、交换机的交换结构 （一）软件执行交换 软件执行交换结构使用CPU和RAM环境，完成数据帧交换。先把数据帧保存到RAM中，根据数据帧的MAC地址查表，确定目的端口号，建立虚连接，把RAM中的帧转传送到目的端口。,（二）矩阵交换结构 交换功能由硬件完成，交换机确定目的端口后，打开相应的交换矩阵开关，在源端口和目的端口之间形成一条传输通道。 (三)总线交换结构 交换机背板上有一条交换总线，利用时分复用技术，将总线分成多条逻辑通