交换机基础知识

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1、第2章交换机基础知识《网络设备安装与管理》本章内容●交换机概述●交换机的分类与性能指标●交换机的接口与连接方式●虚拟局域网与多层交换●交换机产品简介2.1交换机概述交换机，英文名称为Switch，也称为交换式集线器，它是一种基于MAC地址(网卡的硬件地址)识别，能够在通信系统中完成信息交换功能的设备。2.1.1交换机简介交换机的工作特点：拥有一条很高带宽的背板总线和内部交换矩阵所有的端口都挂接在这条背板总线上控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC地址的网卡（NIC）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口目的MAC若不存在才广播到所有的

2、端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。2.1.2交换机的交换模式概念：交换机将数据从一个端口转发至到另一个端口的处理方式称为交换模式。类型：存储转发（StoreandForward）直通交换（Cut—Through）碎片丢弃（Fragmentfree）2.1交换机概述存储转发(StoreandForward)特点：交换机接收到数据包后，首先将数据包存储到缓冲器中，进行CRC循环冗余校验,如果这个数据包有CRC错误，则该包将被丢弃；如果数据包完整，交换机查询地址映射表将其转发至相应的端口。优点：没有残缺数据包转发，可减少潜在的不必要的数据转发缺点：转发

3、速率比直接转发方式慢。适用环境：存储转发技术适用于普通链路质量或质量较为恶劣的网络环境，这种方式要对数据包进行处理，所以，延迟和帧的大小有关。2.1.2交换机的交换模式直通交换(Cut—Through)特点：交换机只读出数据帧的前6个字节，即通过地址映射表中查找目标地址，将数据帧传送到相应的端口上。直通交换能够实现较少的延迟，因为在数据帧的目的地址被读出，确定了转发端口后马上开始转发这个数据帧。优点：转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率缺点：会给整个交换网络带来许多垃圾通信包适用环境：网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境，延迟时间跟帧的大小无关。2.1.2交换机的交换模式碎片丢弃（F

4、ragmentfree）特点：这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节，如果小于64字节，说明是假包，则丢弃该包；如果大于等于64字节，则发送该包。优点：数据处理速度比存储转发方式快缺点：比直通式慢适用环境：一般的通讯链路2.1.2交换机的交换模式2.1.3交换机与网桥的主要区别(1)延迟小。交换机通过硬件实现，而网桥通过软件实现。网桥是通过运行于计算机系统上的桥接协议实现；交换机使用了专用集成电路（Application-Specific-IntegratedCircuit，ASIC)，大大提高了网络转发速度。(2)端口多。交换机得端口密度远大于网桥。(3)功

5、能强大。交换机除了转发/过滤的功能，还有诸多管理功能，如网络管理协议的支持、虚拟局域网的划分等。（1）在OSI/RM网络体系结构中的工作层次不同集线器工作在物理层，而交换机工作在数据链路层。更高级的交换机可以工作在第三层（网络层）、第四层（传输层）或更高层。（2）数据传输方式不同集线器的数据传输方式是广播（broadcast）方式，即所有端口处在一个冲突域中；而交换机的数据传输一般只发生在源端口和目的端口之间，即交换机的每个端口处在不同的冲突域。（3）带宽占用方式不同集线器所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己独立的带宽。（4）传输模式不同集线器采用半双工方式进行数据传输

6、；交换机采用全双工方式来传输数据。2.1.3交换机与集线器的主要区别2.1.3交换机与集线器（HUB）的主要区别总结：交换机与集线器有着本质的不同，无论在工作层次、通讯方式、传输速度和可管理性上，都都存在明显的差别，交换机与集线器相比具有无与伦比的优势。目前，交换机已经成为组网中的普遍使用的网络连接设备，而集线器已经逐渐在退出历史舞台。2.2交换机的分类与性能指标2.2.1交换机的分类从应用区域划分：广域网交换机和局域网交换机广域网交换机:主要应用于电信领域，提供通信基础平台。局域网交换机则:应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。注意：我们重点学习的是局域网交换机。2.

7、2.1交换机的分类按组建园区网的网络拓扑结构层次，可划分为：接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。核心层交换机:一般采用机箱式模块化设计，机箱中可承载管理模块、光端口模块、高速电口模块、电源等，具有很高的背板容量；汇聚层交换机:可以是机箱式模块化交换机，也可以是固定配置的交换机，具有较高的接入能力和带宽，一般会包含光端口、高速电口等端口；接入层交换机:一般是固定配置的交换机，端口密度较大，具有较高的接入能力，以10/