第4章交换与虚拟局域网

1、第4章 交换与虚拟局域网4.1 交换式以太网的提出4.2 交换机的 工作原理4.3 虚拟局域网4.4 实践: 组装交换式以太网4.1 交换式以太网的提出 4.1.1 共享式以太网的问题 限制! = 总线型结构 + CSMA/CD随机争用v覆盖的地理范围有限 v-传输时间长-等待时间长-通信延迟v总带宽容量固定v-节点多-平均可使用带宽窄-相应速度慢v不能支持多速率1.-数据溢出4.1.2 交换的提出1. “化繁为简”的思想 分段 保密性 + 互通性 效率提高, 冲突下降 网络速率可变v 交换机: 数据链路层, 接相似网络v 路由器: 互联层, 接异型网络4.2 交换机的 工作原理4.2.1 工

2、作过程v优点: 建立多端口间的并发连接, 实现多节点数据并发传输 ; 解决等待发送的限制.2. 地址映射表 端口 - MAC地址 - 计时(TTL) .ABCED.地址映射表端口MAC地址计时100-30-80-7C-F1-21(A)452-54-4C-19-3D-03(B)400-50-BA-27-5D-A1(C).4.2.2 地址学习法动态建立和维护 “地址映射表”v读取帧的源地址v记录帧进入的端口号v检查是否已存在: v 是 更新v否 增加1)原理: 网络是信息交换的载体ABCED4.2.3 数据转发方式原理: 找到目的主机所在端口号 转发分类: 1)直接交换2)存储转发3)改进的直接交

3、换直接交换边接收,边检测,检地址,就转发延迟短无出错检测,I/O速率要相同存储转发完整接收,差错检测,数据正确,依址转发有检测,I/O速率可不同延迟长改进的直接交换接收前64B,头部正确,依地转发取所长补所短4.2.4 通信过滤v过程:v在“地址映射表”中寻找目的地址v不存在 广播到所有端口v存在:v是源端口 不转发, 抛弃数据v不是源端口转发4.2.5 生成树协议集线器的级联形式 决不能有环路 无休止循环 交换机实现生成树协议 将环路在逻辑上断开 形成树型结构网络4.3 虚拟局域网4.3.1 共享式以太网与VLAN1. 定义: 通过路由和交换设备,在网络的物理拓扑基础上建立逻辑网络v不同:v

4、以太网: 受站点所在网段物理位置的限制2.VLAN : 工作站集合不受地址位置限制4.3.2 VLAN的划分方法v静态VLANv将固定的端口分配给指定VLANv优点: 简单有效v缺点: 用户移至另一端口,要重新配置成员v动态VLANv1) MAC地址优点: MAC地址固化在网卡上, 物理位置移动,但属原VLAN缺点: 初始配置量大; 同端口隔离失效2) 网络层协议优点: 机器移动位置, 不必重新配置网络地址缺点: IP报文检查开销大, 设备转发速率下降3) IP组播VLAN IP组播组 是由一个D类地址表示的, 报文传至该组每个站点, 一个IP组播就是一个VLAN4.3.3 VLAN主要功能交

5、换机据VLAN的划分,实现虚拟网间的隔离,此隔离不受工作站位置变化影响1) 减少网管开销,提高效率2) 控制广播数据3) 增强网络安全性4) 实现虚拟工作组5) 用集线器以节省开支4.4 实践:组装交换式以太网4.4.1 交换式以太网的组网与集线器相似注: 1)考虑使用的端口(是否为级联端口) 2)考虑相应的UTP连接电缆(直通/交叉)4.4.2 以太网交换机的配置v终端控制台的连接和配置v交换机的控制端口vPC/简单得终端(仿真VT100终端)的串行口vEn命令集查看端口/MAC地址映射表vshow mac-address-table 回送表 vping命令检测动态学习地址4.4.3 配置VLANv查看交换机的VLAN配置vshow vlan 命令v(个数,编号,名字,状态,包含的端口号)v添加VLANv1)VLAN databasev2)VLAN namev3)EXITv给静态VLAN分配端口v1)configure terminal 进入配置终端模式v2)interface Fa 0/1 通知交换机配置的端口号v3)switch