网络设备安装与管理2交换机基础.ppt
《网络设备安装与管理2交换机基础.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《网络设备安装与管理2交换机基础.ppt(61页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第2 2章章 交换机基础交换机基础(内部培训资料内部培训资料)网络设备安装与管理本章内容本章内容 交换机概述交换机概述 交换机的分类与性能指标交换机的分类与性能指标 交换机的接口与连接方式交换机的接口与连接方式 虚拟局域网与多层交换虚拟局域网与多层交换 交换机产品简介交换机产品简介2.1 交换机概述交换机概述 交换机,英文名称为交换机,英文名称为Switch,也称为交换式,也称为交换式集线器,它是一种基于集线器,它是一种基于MAC地址地址(网卡的硬件地网卡的硬件地址址)识别,能够在通信系识别,能够在通信系统中完成信息交换功能统中完成信息交换功能的设备。的设备。2.1.1 交换机简介交换机简介
2、交换机的工作特点: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对照表以确定目的MAC地址的网卡(地址的网卡(NIC)挂接在哪个端)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目的MAC若不存在才广播到所有的端口,接收端口回应后若不存在才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会交换机会“学习学习”新
3、的地址,并把它添加入内部新的地址,并把它添加入内部MAC地址地址表中。表中。2.1.2 交换机的交换模式交换机的交换模式概念: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。方式称为交换模式。类型:类型:存储转发存储转发(Store and Forward)直通交换直通交换(CutThrough)碎片丢弃碎片丢弃(Fragmentfree)2.2.1 1 交换机交换机概述概述存储转发存储转发(Store and Forward)(Store and Forward)特点:特点:交换机接收到数据包后,首先将数据包存储到缓冲交换机
4、接收到数据包后,首先将数据包存储到缓冲器中,进行器中,进行CRC循环冗余校验循环冗余校验,如果这个数据包有如果这个数据包有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。换机查询地址映射表将其转发至相应的端口。优点:优点:没有残缺数据包转发,可减少潜在的不必要的数据没有残缺数据包转发,可减少潜在的不必要的数据转发转发缺点:缺点:转发速率比直接转发方式慢。转发速率比直接转发方式慢。适用环境:适用环境:存储转发技术适用于普通链路质量或质量较为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
5、理,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。所以,延迟和帧的大小有关。2.1.2 交换机的交换模式交换机的交换模式直通交换直通交换(CutThrough)(CutThrough)特点:特点:交换机只读出数据帧的前交换机只读出数据帧的前6个字节,即通过地址映个字节,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。开始转发这个数据帧。优
6、点:优点:转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率缺点:缺点:会给整个交换网络带来许多垃圾通信包会给整个交换网络带来许多垃圾通信包适用环境:适用环境:网络链路质量较好、错误数据包较少的网络网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境,延迟时间跟帧的大小无关。环境,延迟时间跟帧的大小无关。2.1.2 交换机的交换模式交换机的交换模式碎片丢弃(碎片丢弃(FragmentfreeFragmentfree)特点:特点:这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据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包的长度是否够64个字节,如果小于个字节,如果小于64
7、字节,说明字节,说明是假包,则丢弃该包;如果大于等于是假包,则丢弃该包;如果大于等于64字节,则发字节,则发送该包。送该包。优点:优点:数据处理速度比存储转发方式快数据处理速度比存储转发方式快缺点:缺点:比直通式慢比直通式慢适用环境:适用环境:一般的通讯链路一般的通讯链路2.1.2 交换机的交换模式交换机的交换模式2.1.3 交换机与网桥的主要区别交换机与网桥的主要区别(1)(1)延延迟迟小小。交交换换机机通通过过硬硬件件实实现现,而而网网桥桥通通过过软软件件实实现现。网网桥桥是是通通过过运运行行于于计计算算机机系系统统上上的的桥桥接接协协议议实实现现;交交换换机机使使用用了了 专专 用用 集
8、集 成成 电电 路路(Application-Specific-Integrated Application-Specific-Integrated CircuitCircuit,ASIC)ASIC),大大提高了网络转发速度。,大大提高了网络转发速度。(2)(2)端口多。端口多。交换机得端口密度远大于网桥。交换机得端口密度远大于网桥。(3)(3)功功能能强强大大。交交换换机机除除了了转转发发/过过滤滤的的功功能能,还还有有诸诸多多管管理理功能,如网络管理协议的支持、虚拟局域网的划分等。功能,如网络管理协议的支持、虚拟局域网的划分等。(1)在)在OSI/RM网络体系结构中的工作层次不同网络体系结
9、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。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)数据传输方式不同 集线器的数据传输方式是广播(集线器的数据传输方式是广播(broadcast)方式,即所有端口)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。端口之间,即交换机的每个端口处在不
10、同的冲突域。(3)带宽占用方式不同)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。有自己独立的带宽。(4)传输模式不同)传输模式不同 集线器采用半双工方式进行数据传输;交换机采用全双工方式来集线器采用半双工方式进行数据传输;交换机采用全双工方式来传输数据。传输数据。2.1.3 交换机与集线器的主要区别交换机与集线器的主要区别2.1.3 交换机与集线器(交换机与集线器(HUB)的主要区别)的主要区别总结:总结:交换机与集线器有着本质的不同,无论在工作交换机与集线器有着本质的不同,无论在工作层次、
11、通讯方式、传输速度和可管理性上,都都层次、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。出历史舞台。2 2.2.2 交换机的分类与性能指标交换机的分类与性能指标2.2.1 交换机的分类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 广域网交换机广域网交换机:主要应用于电信领域,提供通信基础平台。
12、主要应用于电信领域,提供通信基础平台。局域网交换机则局域网交换机则:应用于局域网络,用于连接终端设备,应用于局域网络,用于连接终端设备,如如PC机及网络打印机等。机及网络打印机等。注意:注意:我们重点学习的是局域网交换机。我们重点学习的是局域网交换机。2.2.1 交换机的分类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:按组建园区网的网络拓扑结构层次,可划分为:接入层交换接入层交换机机、汇聚层交换机汇聚层交换机和和核心层交换机。核心层交换机。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,
13、具有很高的管理模块、光端口模块、高速电口模块、电源等,具有很高的背板容量;背板容量;汇聚层交换机汇聚层交换机:可以是机箱式模块化交换机,也可以是固定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;口、高速电口等端口;接入层交换机接入层交换机:一般是固定配置的交换机,端口密度较大,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,以具有较高的接入能力,以10/100M10/100M端口为主,以固定端口或扩展端口为主,以固定端口或扩展槽方式提供槽方式提供1000Mbps10
14、00Mbps的上联端口。的上联端口。根据根据传输介质、传输速度以及发展历史传输介质、传输速度以及发展历史上看,局域网上看,局域网交换机有这样一些类型:交换机有这样一些类型:以太网交换机以太网交换机快速以太网交换机快速以太网交换机千兆以太网交换机千兆以太网交换机万兆以太网交换机万兆以太网交换机FDDI交换机交换机ATM交换机交换机令牌环交换机令牌环交换机2.2.1 交换机的分类交换机的分类根据根据架构架构特点,人们还将局域网交换机分为特点,人们还将局域网交换机分为机架式机架式带扩展槽固定配置式带扩展槽固定配置式不带扩展槽固定配置式不带扩展槽固定配置式 2.2.1 交换机的分类交换机的分类按照按照
15、OSI的七层网络模型,交换机又可以分为:的七层网络模型,交换机又可以分为:第二层交换机第二层交换机第三层交换机第三层交换机第四层交换机第四层交换机第七层交换机第七层交换机 基于基于MACMAC地址工作的第二层交换机最为普遍,用于网络地址工作的第二层交换机最为普遍,用于网络接入层和汇聚层。基于接入层和汇聚层。基于IPIP地址和协议进行交换的第三层交换地址和协议进行交换的第三层交换机应用于网络的核心层,也少量应用于汇聚层。部分第三层机应用于网络的核心层,也少量应用于汇聚层。部分第三层交换机也同时具有第四层交换功能,可以根据数据帧的协议交换机也同时具有第四层交换功能,可以根据数据帧的协议端口信息进行
16、目标端口判断。第四层以上的交换机称之为应端口信息进行目标端口判断。第四层以上的交换机称之为应用型交换机,主要用于互联网数据中心。用型交换机,主要用于互联网数据中心。2.2.1 交换机的分类交换机的分类按照交换机的按照交换机的可管理性可管理性,可分为:,可分为:可管理型交换机可管理型交换机不可管理型交换机不可管理型交换机 两者区别在于对两者区别在于对SNMPSNMP、RMONRMON等网管协议的支持。可管理等网管协议的支持。可管理型交换机便于网络监控、流量分析,但成本也相对较高。大型交换机便于网络监控、流量分析,但成本也相对较高。大中型网络在汇聚层应该选择可管理型交换机,在接入层视应中型网络在汇
17、聚层应该选择可管理型交换机,在接入层视应用需要而定,核心层交换机则全部是可管理型交换机。用需要而定,核心层交换机则全部是可管理型交换机。2.2.1 交换机的分类交换机的分类2.2.1 交换机的分类交换机的分类从应用的角度划分,交换机又可分为:从应用的角度划分,交换机又可分为:电话交换机(电话交换机(PBX):):主要应用于电信领域,提供语音通主要应用于电信领域,提供语音通讯。讯。数据交换机(数据交换机(Switch):):应用于计算机网络。应用于计算机网络。注意:注意:我们重点学习的是数据交换机。我们重点学习的是数据交换机。背板带宽与端口速率背板带宽与端口速率模块化与固定配置模块化与固定配置专
18、用芯片与通用芯片专用芯片与通用芯片单单/多多MAC地址类型地址类型2.2.2 交换机的主要性能指标交换机的主要性能指标背板带宽与端口速率背板带宽与端口速率 背板带宽和端口速率是衡量交换机的交换能力的主要背板带宽和端口速率是衡量交换机的交换能力的主要参数。参数。背板带宽背板带宽:指通过交换机所有通信的最大值。:指通过交换机所有通信的最大值。交换机的端口速率交换机的端口速率:每秒通过的比特数。:每秒通过的比特数。10Mbps 100Mbps 1000Mbps10000Mbps2.2.2 交换机的主要性能指标交换机的主要性能指标模块化与固定配置模块化与固定配置模块化交换机模块化交换机:具有很强的可扩
19、展性,可在机箱内提供一系列扩展模:具有很强的可扩展性,可在机箱内提供一系列扩展模块,如千兆位以太网模块、块,如千兆位以太网模块、FDDI模块、模块、ATM模块、快速以太网模块、快速以太网模块、令牌环模块等,所以能够将具有不同协议、不同拓扑结构模块、令牌环模块等,所以能够将具有不同协议、不同拓扑结构的网络连接起来。但是它的价格一般也比较昂贵。模块化交换机的网络连接起来。但是它的价格一般也比较昂贵。模块化交换机一般作为骨干交换机来使用。一般作为骨干交换机来使用。固定配置交换机固定配置交换机:一般具有固定端口配置,比如:一般具有固定端口配置,比如Cisco公司的公司的Catalyst l900/29
20、00交换机,交换机,Bay公司的公司的BayStack350/450交换机等。固交换机等。固定配置交换机的可扩充性显然不如模块化交换机,但是价格要低定配置交换机的可扩充性显然不如模块化交换机,但是价格要低得多。得多。2.2.2 交换机的主要性能指标交换机的主要性能指标专用芯片与通用芯片专用芯片与通用芯片 X86:通用计算机芯片通用计算机芯片ASIC:(Application-Specific-Integrated Circuit)NP:专用网络处理器专用网络处理器2.2.2 交换机的主要性能指标交换机的主要性能指标单单/多多MAC地址类型地址类型 单单MAC交换机交换机:每个端口只有一个:每个
21、端口只有一个MAC地址地址多多MAC交换机交换机:每个端口捆绑有多个:每个端口捆绑有多个MAC硬件地址硬件地址 单单MACMAC交换机主要用于连接最终用户、网络共享资源交换机主要用于连接最终用户、网络共享资源或非桥接路由器,它们不能用于连接集线器或含有多个网或非桥接路由器,它们不能用于连接集线器或含有多个网络设备的网段;多络设备的网段;多MACMAC交换机的每个端口可以看作是一个交换机的每个端口可以看作是一个集线器,而多集线器,而多MACMAC交换机可以看作是集线器的集线器。交换机可以看作是集线器的集线器。2.2.2 交换机的主要性能指标交换机的主要性能指标2.3 2.3 交换机的接口与连接方
22、式交换机的接口与连接方式2.3.1 交换机的接口类型交换机的接口类型 交换机的接口是随着网络类型的变化和传输介质的交换机的接口是随着网络类型的变化和传输介质的发展而产生的不同的接口规格,主要有:发展而产生的不同的接口规格,主要有:双绞线双绞线RJ-45接口接口光纤接口光纤接口AUI接口与接口与BNCConsole接口接口FDDI接口接口双绞线双绞线RJ-45接口接口 数量最多、应用最广的一数量最多、应用最广的一种接口类型,它属于以太网接种接口类型,它属于以太网接口类型。它不仅在最基本的口类型。它不仅在最基本的10Base-T10Base-T以太网网络中使用,以太网网络中使用,还在目前主流的还在
23、目前主流的100Base-TX100Base-TX快快速以太网和速以太网和1000Base-TX1000Base-TX千兆千兆以太网中使用。以太网中使用。2.3.1 交换机的接口类型交换机的接口类型光纤接口光纤接口 目前光纤传输介质发展相目前光纤传输介质发展相当迅速,各种光纤接口也是层当迅速,各种光纤接口也是层出不穷,分别应用于出不穷,分别应用于100Base-FX100Base-FX、1000Base-FX1000Base-FX等等网络中。在局域网交换机中,网络中。在局域网交换机中,SCSC类型是一种常见的光纤接口,类型是一种常见的光纤接口,SCSC接口的芯在接头里面,右图接口的芯在接头里面
24、,右图所示的是一款所示的是一款100Base-FX100Base-FX网络网络的的SCSC光纤接口模块。光纤接口模块。2.3.1 交换机的接口类型交换机的接口类型AUI接口接口 这是专门用于连接粗同这是专门用于连接粗同轴电缆的,目前这种网络在轴电缆的,目前这种网络在局域网中已不多见。现在部局域网中已不多见。现在部分交换机保留了分交换机保留了AUIAUI接口。接口。AUI AUI接口是一个接口是一个1515针针“D”D”形接口,类似于显示器形接口,类似于显示器接口。这种接口在其他网络接口。这种接口在其他网络设备中也可以见到,如路由设备中也可以见到,如路由器,甚至服务器中。右图中器,甚至服务器中。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 网络设备 安装 管理 交换机 基础
限制150内