交换机的基础知识

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1、交换机的基础知识许多新型的Oient/Server应用程序以及多媒体技术的出现，导致了传统的共亨式网络远远不能满足要求,这也就推动了局域网交换机的出现。1、交换机的定义局域网交换机拥有许多端口，每个端口有口己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐疑。为了进一步提高性能，毎个端口还可以只连接一个设备。为了实现交换机Z间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机-般拥冇一个或儿个為速端口，如100M以太网端口、FDDI端口或155MATM端口

2、，从而保证整个网络的传输性能。2、交换机的特性通过集线器共享局域网的用户不仪是共享带宽，而且是竞争带宽。町能山于个别用户需要史多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，英至被迫等待，因而也就耽谋了通信和信息处理。利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加毎个用户的可用带宽，从而缓解共亭网络的拥挤状况。由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大捉高速度和带宽，能保护用户以询在介质方面的投资，并捉供良好的可扩展性，因此交换机不但

3、是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。与网桥和集线器相比，交换机从卜面儿方面改进了性能：（1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。（2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。这种方法人们称Z为网络微分段（Micro—segmentation）技术。（3）虚拟网（VirtualLAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带來了更人的灵活性。我们将在后而专门介绍虚拟网。（4）端口密度可以与集线器相媲美,一•般的网络系统都是有一

4、个或儿个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和爭务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。交换机就主要从提髙连接服务器的端口的速率以及相应的帧缓冲区的人小，來提高藥个网络的性能，从而满足用户的要求。一些髙档的交换机还采用全双工技术进一步提髙端口的带宽。以前的网络设备基本上都是采用半双工的工作方式，即当-•台主机发送数据包的时候，它就不能接收数据包，当接收数据包的时候，就不能发送数据包。山于采用全双工技术，即主机在发送数据包的同时，还可以接收数据包，普通的1

5、0M端口就可以变成20M端口，普通的100M端口就可以变成200M端口，这样就进一步提窩了信息吞吐量。3、交换机的工作原理传统的交换机本质上是具有流量控制能力的多端口网桥，即传统的（二层）交换机。把路山技术引入交换机，可以完成网络层路山选择，故称为三层交换，这是交换机的新进展。交换机（二层交换）的工作原理交换机和网桥一样，是工作在链路层的联网设备，它的各个端口都具冇桥接功能，每个端口可以连接一个3N或一台髙性能网站或服务器，能够通过自学习來了解每个端口的设备连接情况。所有端口由专用处理器进行控制，

6、并经过控制管理总线转发信息。同时可以用专门的网管软件进行集中管理。除此之外，交换机为了提高数据交换的速度和效率，一般支持多种方式。（1）存储转发：所有常规网桥都使用这种方法。它们在将数据帧发柱其他端口之前，要把收到的帧完全存储在内部的存储器中，对其检验后再发往其他端11,这样其延时等于接收一个完整的数据帧的时间及处理时间的总和。如果级联很长时，会导致严重的性能问题，但这种方法可以过滤抻错误的数据帧。（2）切入法：这种方法只检验数据帧的丨1标地址，这使得数据帧儿乎马上就可以传岀去，从而大大降低延时。

7、其缺点是：错误帧也会被传出去。错误帧的概率较小的情况下，可以采用切入法以捉高传输速度。而错误帧的概率较大的情况下，可以采用存储转发法/以减少错误帧的重传。4、交换机的配置我们下面以Qsco公司的Catlystl900交换机为例，介绍交换机的一般配置过程。对一台新的Catlystl900交换机，使用它的缺省配置就可以工作了。这因为它是一种将软件装在AashMemory的换件设备，当加电时，它首先要进行一系列自检，对所有端口进行测试Z后，交换机就处于工作状态。这时它的交换表是空的，它可以通过H学习來了

8、解各个端口的设备连接情况，并将设备的MAC地址记录在交换表中，当有信息交换时，交换机就根据交换表來进行数据转发。但为了便于对它进行网络管理，Catlystl900交换机口己有一个MAC地址，这样就可以为它分配一个IP地址和屏蔽码。网络管理员须通过交换机的审口接一台终端或仿真终端，才能为它指定一个IP地址，其缺省值是0.0.0.0。指定IP地址以后，网络管理员就可以通过网络进行远程管理了。Catlystl900交换机的配置界面是菜单形式，缺省配置下，它的所冇端口都属于同一个VLAN,