局域网交换机、虚拟局域网详解.ppt

《数据通信与计算机网络（第二版）》电子教案 本讲内容 第四章 局域网 4.6 局域网互连 4.6.2 局域网交换机 4.6.3 虚拟局域网 4.6.2 局域网交换机 以太网交换机实际上是一种高性能的多端口网桥。 和网桥一样，它从一个端口接收以太网帧，然后向另外一个端口转发，同时它也具有通过学习来构建转发表的功能。 交换机与集线器的区别 交换机的并行程度更高(独享带宽)，不同于集线器的 共享带宽。8口集线器(100Mbps)与8口交换机(400Mbps)的带宽比较 交换机的缓存能力更强 交换机的智能化程度更高 交换机具有支持虚拟局域网(VLAN)的能力 交换机与网桥的区别 局域网交换机和网桥的主要区别是网桥一般只有少数几个接口，而局域网交换机则可能有几十个端口;并且以太网帧的转发采用了高效的交换逻辑来实现，从而能够达到较高的性能。 许多交换机都支持全双工模式，也就是能够同时通过同一个端口发送和接收帧，以全双工方式连接到以太网端口的站点永远也不会检测到冲突的存在，吞吐量是原来的一倍。 桥与交换机的比较 交换机的类型 不可管理交换机 不具备可管理性，没有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等优于集线器。 可管理式交换 除了具有不可管理交换机的全部功能，还带有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理，又称为智能型交换机。 交换机的三个功能 交换机如何学习主机的位置 交换机如何学习主机的位置 交换机如何学习主机的位置 交换机如何过滤帧 广播帧和多点传送帧 典型的以太网交换机的结构包括中心的交换电路、以太网端口、连接到交换电路上的输入和输出缓存。 交换以太网采用存储转发（Store and Forward）、直通（Cut Through）或无残帧（Fragment Free）技术来实现信息帧的转发。 存贮转发 完整地收到帧并检查无错后才转发 直通转发 无残帧 (也叫片段转发，直通转发的修订版) 与直通转发类似，收到帧的64字节的 数据后 转发 帧交换 有些交换机（自适应交换机）将这些帧转发技术结合起来 当误码率低的时候使用直通转发 当误码率高的时候使用存储转发 4.6.3 虚拟局域网 虚拟局域网VLAN（Virtual LAN）试图解决广播帧隔离的问题，通过VLAN技术，一个扩展的LAN可以被分割成几个逻辑上处于不同位置的虚拟局域网，每个虚拟局域网被分配一个标识，帧只在具有相同VLAN标识的网段间转发，从而可以限制广播帧的扩散的范围。 如何分割一个扩展的LAN呢？一般有三种方法： 基于端口的VLAN 根据局域网交换机的端口来进行分割，也就是说网管把交换机的某个端口分配进某个VLAN中。 基于MAC地址的VLAN 交换机维护了一个MAC地址和对应VLAN的表，根据帧的源MAC或者目的MAC地址来确定属于哪一个VLAN。 基于协议的VLAN 交换机收到一个帧之后，根据第三层（网络层）的协议和第三层地址来判断属于哪一个VLAN。 基于端口的VLAN是使用较为广泛的VLAN技术，给出一个简单的VLAN配置 VLAN帧格式里面包括优先级、CFI、VLAN ID字段 VLAN中可能会有三种类型的帧 携带了VLAN ID的标记帧（其中VLAN ID不为0） 传统的LAN帧，又被称为未标记帧 优先级标记帧，即包括了携带优先级信息的VLAN头部 支持VLAN的局域网中链路根据其上可以传输的帧的类型可以分为3种链路： 干线（Trunk）链路 接入（Access）链路 混合（Hybrid）链路 A. 干线（Trunk）链路 在该链路上传输的帧为携带有VLAN标识的 标记帧（该链路所连接的设备都是支持VLAN 的设备） B. 接入（Access）链路 在该链路上传输的帧没有携带VLAN标识的 所有非标记帧（该链路所连接的是传统的以 太网设备） C. 混合（Hybrid）链路 在该链路上即可以传输标记帧，也可以传输非 标记帧（在该链路上可以连接传统以太网设备 和支持VLAN的设备） C. 混合（Hybrid）链路 注意：对于某个具体的VID而言，在该链路上 传输的帧必须是一致的(或者是标记帧或者是 非标记帧)，主要是考虑到该链路上属于同一 个VLAN的传统以太网设备和支持VLAN设备 的互联。 S01#vlan database S01(vlan)#vlan 3 jishu S01(vlan)#vlan 7 caiwu S01(vlan)#exit S01(config)#int fa0/2 S01(config-if)#switchport mode trunk （干线链路） S01(config-if)#exit S01(config)#int fa0/4 S