现代通信技术课程ppt课件.ppt

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1、3、MAC与交换机原理2.1交换机原理基础2.2交换机性能分析2.3CSMA技术及分析现代通信技术课程主讲：宋梁，LSONG@IEEE.ORGQQ群：3149458742015-2016本堂内容交换机概述交换机功能交换机概述交换机是工作于OSI的第2层，即数据链路层的设备，能识别MAC地址，通过解析数据帧中的目的主机的MAC地址，能将数据帧快速地从源端口转发至目的端口，从而避免与其他端口发生碰撞，提高了网络的交换和传输速度。3层交换机是带路由功能的交换机，可工作在OSI的第3层，即网络层，也可工作在第2层。3层交换机作为3层设备使用时相当于一个多端口的路由器。3层交换机能根据IP地址转发

2、数据包。交换机工作原理交换机的性能指标交换机的功能指标组播不同于单播（点对点通信）和广播，它可以跨网段将数据发给网络中的一组节点，在视频点播、视频会议、多媒体通讯中应用较多。1.支持组播交换机的功能指标QoS是QualityofService（服务质量）的缩写。QoS机制能够识别通过交换机的数据包的特征，并根据这些特征采取不同的传输策略，对于多媒体传输意义很重大。利用QoS可以给不同的应用程序分配不同的带宽。2.支持QoS交换机的功能指标在某些情况下，3层交换机需要转发广播包，比如DHCP客户机发送的BootP广播包，但是不能任由广播包任意广播，而是在广播包超过一定数量的时候能加以限制。

3、因此，交换机应具备广播抑制功能。3.广播抑制功能DHCP客户机交换机的功能指标端口聚合是指将若干个端口聚合捆绑在一起，形成一个逻辑端口。通过端口聚合，可成倍提高端口的通信速度。4.支持端口聚合功能交换机的功能指标IEEE802.1q协议和ISL协议是trunk链路打包封装协议，以实现跨交换机的VLAN。目前的交换机一般均支持802.1q协议。ISL协议是Cisco交换机特有的类似功能的协议。5.支持802.1q协议或ISL协议交换机的功能指标IEEE802.1d协议也即生成树协议。在大型网络中，为提高网络的可靠性，往往采用冗余链路的方式保证网络的连通，为防止网络出现环路，必须运行生成树协

4、议。此时交换机就必须支持该协议。6.支持802.1d协议交换机的功能指标7.支持的协议交换机的性能指标8.支持流量控制能够控制交换机的数据流量HDXFDX交换机的性能指标对于核心层交换机，应注意其扩展性，通常应是模块化的交换机，能在未来根据应用的需要，通过添加功能模块，来增强交换机的功能和增加接口。9.易于扩展交换机功能ARPMAC地址转发表VLANSTP端口镜像端口汇聚组播ACLQoS交换机功能--ARPARP（AddressResolutionProtocol，地址解析协议）用于将网络层的IP地址解析为数据链路层的物理地址。地址解析过程1主机A首先查看自己的ARP表，确定其中是否包含

5、有与主机B对应的ARP表项。如果找到了对应的MAC地址，则主机A直接利用ARP表中的MAC地址，对IP数据包进行帧封装，并将数据包发送给主机B。主机A主机BIP数据包地址解析过程2如果主机A在ARP表中找不到对应的MAC地址，则将缓存该数据报文，然后以广播方式发送一个ARP请求报文。ARP请求报文中的发送端IP地址和发送端MAC地址为主机A的IP地址和MAC地址，目标IP地址和目标MAC地址为主机B的IP地址和全0的MAC地址。ARP请求报文以广播方式发送，该网段上的所有主机都可以接收到该请求，但只有被请求的主机（即主机B）会对该请求进行处理。地址解析过程3主机B比较自己的IP地址和AR

6、P请求报文中的目标IP地址，当两者相同时进行如下处理：将ARP请求报文中的发送端（即主机A）的IP地址和MAC地址存入自己的ARP表中。之后以单播方式发送ARP响应报文给主机A，其中包含了自己的MAC地址。IP地址/ARP请求ARP主机B主机A单播地址解析过程4主机A收到ARP响应报文后，将主机B的MAC地址加入到自己的ARP表中用于后续报文的转发，同时将IP数据包进行封装后发送出去。主机AMAC地址转发表MAC地址转发表是一张包含了MAC地址与转发端口对应关系的二层转发表，是以太网交换机实现二层报文快速转发的基础。两种转发方式MAC地址学习MAC地址转发表中的表项可以通过两种方式进行更

7、新和维护：通常情况下，多数MAC地址表项都是通过MAC地址学习功能创建和维护的。MAC地址转发表管理MAC地址转发表有老化机制系统在动态创建某条表项的同时，开启老化定时器，如果在老化时间内没有再次收到来自该表项中的MAC地址的报文，交换机就会把该MAC地址表项删除。设置合适的老化时间可以有效利用MAC地址的老化功能。用户设置的老化时间过长或者过短，都可能影响交换机的运行性能。交换机功能--VLAN为了解决以太网交换机在局域网中无法限