交换机的配置

1、交换机的配置第1页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日知识要点：1、物理层、数据链路层和网络层设备2、网络设备的主要用途网络设备概述重点与难点：1、网络设备的工作原理2、交换机与路由器第2页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日 计算机网络是如何利用传输介质来实现资源共享和通信的呢？思考：网络设备概述第3页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述计算机网络由一组节点和链路组成的。节点：计算机、集线器（交换机）和路由器等。链路：双绞线、同轴电缆、光纤和微波等。第4页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概

2、述第5页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述1、了解网络设备的功能；2、理解网络设备的工作原理；3、熟悉当前市场上的网络设备类型；4、掌握中小型局域网的组建与维护。学习目标：第6页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述OSI参考模型：第7页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述（一）调制解调器 英文名称为 Modem ，完成模拟信号和数字信号之间的转换。 一、物理层设备：第8页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 连入Internet后，当PC机向Internet发送信息

3、时，由于电话线传输的是模拟信号，所以必须要用调制解调器来把数字信号“翻译”成模拟信号，才能传送到Internet上，这个过程叫做“调制”。调制： 注：电话线路传输的是模拟信号，而PC机之间传输的是数字信号。 第9页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述解调： 当PC机从Internet获取信息时，由于通过电话线从Internet传来的信息都是模拟信号，所以PC机想要看懂它们，还必须借助调制解调器这个“翻译”，这个过程叫作“解调”。第10页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 数据通信设备（DCE）：提供建立、保持和终止联接的功能，调

4、制解调器就是一种DCE。 数据终端设备（DTE）：提供或接收数据。联接到调制解调器上的计算机就是一种DTE。 知识点补充：第11页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 ADSL ( 非对称数字用户环路 )是 DSL （数字用户线路）家族中最常用，最成熟的技术，它是以电话线为传输介质的一种新的高速、宽带技术。接入方式：第12页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 中继器是最简单的连接设备，工作于网络的物理层。它的作用是对网络电缆上传输的数据信号经过放大和整形后再发送到其他电缆段上。因此，中继器实际上只能算是数字信号的再生放大器。（二

5、）中继器第13页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 用中继器扩展的网络，不管增加多大的距离范围，该网络在逻辑上和物理上都是同一个网络整体。使用中继器注意两点： 不能形成环路； 考虑到网络的传输延迟和负载情况，不能无限制的连接中继器。第14页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 集线器又称集中器，平时都习惯称之为“ Hub ” ，它实质是一个多端口的中继器。其外型如下图所示：（三）集线器第15页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 集线器发送数据时是没有针对性的，而是以采用广播方式发送，把数据包发送

6、到与集线器相连的所有节点 。 Hub主要用于共享网络的组建，是解决从服务器直接到桌面最经济的方案。它最适合于小型独立的工作小组、部门或者办公室。如家庭网和宿舍网的组建。第16页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 由集线器组成的网络是共享式网络，即网络中所有用户共享一个带宽，同时Hub也只能够在半双工下工作。 在交换式网络中，Hub直接与交换机相连，将交换机端口的数据送到桌面。 第17页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述集线器的连接主要有两种： (1)集线器与计算机网卡的连接 按照直通线制作好的网线的水晶头一端插入集线器的插孔中

7、，另一端插入计算机网卡的插孔中。 (2)集线器与集线器的连接 通常情况下，集线器之间的连接采用级联方式。将制作好的直通线的水晶头一端接在集线器的普通端口上，另一端接在另一个集线器的级联端口上。若集线器没有提供级联端口，可以使用两个普通端口连接以扩展网络结点，将制作好的交叉线两端分别插入一个集线器的插孔中。第18页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述在实践中，一般可以这么理解： (1)同种类型设备间使用交叉线连接，不同类型设备间使用直通线； (2)路由器和PC属于DTE类型设备，交换机和Hub属于DCE类型设备。DTE是数据终端设备，它主要用于处理用户的数据。DC

8、E是数据通信设备，介于DTE与传输介质之间，主要 用于模拟信号与数字信号的转换。第19页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述二、数据链路层设备 主要功能 ：将计算机的数据封装成帧，通过连接到网卡上的网线将数据发送到网络上，并接收从网络上传来的数据帧，将帧重新组合成数据发送到所在的计算机中。（一）网络适配器 简称网卡，是计算机网络中必不可少的基本网络设备。 第20页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 网卡上面装有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。网卡和计算机之间的通

9、信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。 因此网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。 因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。 由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同第21页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述（二）网桥 网桥(bridge) ，常用于连接两个或更多个局域网的网络互连设备。在网络互联中它起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，用来实现多个网络系统之间的数据交换。网间通信从网桥传送，网内通信被网桥隔离。网桥不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。第22页，共41页，2022年，5月20日

10、，19点40分，星期日网络设备概述站的MAC地址网桥的端口00-90-27-99-11-cc100-90-27-99-15-05100-90-27-99-32-4d200-90-27-99-66-b22网桥1的交换表（站的MAC地址/网桥端口映射表）网桥端口1端口200-90-27-99-11-cc00-90-27-99-15-0500-90-27-99-32-4d00-90-27-99-66-b2LAN1LAN2网桥端口1端口200-90-27-99-11-cc00-90-27-99-15-0500-90-27-99-32-4d00-90-27-99-66-b2LAN1LAN2第23页，共4

11、1页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 网桥具有寻址和路径选择功能，它能对进入网桥数据的源/目的地址进行检测。当使用网桥连接两段LAN 时，网桥对来自网段1 的MAC 帧，首先要检查其目的地址。如果该帧是发往网段1 上某一站的，网桥则不将帧转发到网段2 ，而将其滤除；如果该帧是发往网段2 上某一站的，网桥则将它转发到网段2，这种功能称为筛选/过滤功能，网桥起到了隔离作用，它隔离掉不需要在网间传输的信息，大大减少网络的负载，在一定条件下具有增加网络带宽的作用，改善网络的性能，从而提高了通信效率。 1、改善网络性能，提高通信效率第24页，共41页，2022年，5月20日，1

12、9点40分，星期日网络设备概述 由于网络的分段，各网段相对独立（属于同一个网络号），一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行，从而提高了网络的可靠性。 2、提高网络可靠性3、隔离网段，提高网络安全性 网络1 和网络2 通过网桥连接后，网桥接收网络1 发送的数据包，检查数据包中的地址，如果地址属于网络1 ，它就将其放弃，相反，如果是网络2 的地址，它就继续发送给网络2.这样可利用网桥隔离信息，将同一个网络号划分成多个网段（属于同一个网络号），隔离出安全网段，防止其他网段内的用户非法访问。第25页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 一个数据帧或包被传输到本地网段上

13、的每个节点就是广播。网桥对广播信息不能识别，也不能过滤。于是容易产生A网络广播给B网络工作站数据，又被重新广播回A网络，这种往返广播，使网上出现大量冗余信息，最终形成广播风暴。 由于网络拓扑的设计和连接问题，或其他原因导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导致网络性能下降，并占用大量网络带宽，导致正常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，这就是广播风暴。 为了避免广播风暴导致网络传输效率的低下，因此可将其进一步划分为多个虚拟网（VLAN） 来隔离广播风暴 。 广播风暴第26页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述（三）交换机 网桥技术比较复杂，多口网桥造价很高。1993年，

14、局域网交换设备出现，1994年，国内掀起了交换网络技术的热潮。交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作。与网桥一样，交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。与网桥不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。 交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。现在已有以太网、快速以太网、FDDI和ATM技术的交换产品。 第27页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 交换机是工作于OS

15、I参考模型的第2层，即数据链路层的设备。它的工作原理是存储转发。 交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。 交换机概述第28页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 当交换机从某一节点收到一个数据帧后，将立即在其内存中的地址表（端口号MAC地址）进行查找，以确认该目的MAC地址的网卡连接在哪一个接口上，然后将该帧转发至相应的接口，如果在地址表中没有找到该MAC地址，也就是说，该目的MAC地址是首次出现，交换机就将数据包广播到

16、所有节点。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后，将立即做出应答，从而使交换机将其节点的“MAC地址”添加到MAC地址表中。交换机对目的地址具有记忆学习功能，是一种智能化的设备。交换机的工作原理第29页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述交换机的工作原理图示：端口16端口10端口2端口24SwitchRouterPC1PC2PC3PC400-50-56-C0-00-0800-50-56-C0-00-0100-11-D8-9E-74-D400-53-45-00-00-0016 2 1024 MAC地址 端口 00-50-56-C0-00-0100-11-D8-9

17、E-74-D400-50-56-C0-00-0800-53-45-00-00-0000-53-45-00-00-0000-50-56-C0-00-01类型IP数据FCSNo!Yes!第30页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 交换机是一种用于网络连接的主要设备。交换机工作在MAC层，能完成数据包的转发和封装功能。如下图是一个由交换机、集线器和路由器组成的计算机网络，从中可以看出三者的主要作用和使用上的差别。 第31页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 1、从OSI体系结构来看，集线器属于第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第

18、二层数据链路层设备。集线器不能保证数据传输的完整性和正确性 ，而交换机则可保证数据传输的完整和正确性。 2、从工作方式看，集线器是一种广播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其它所有端口都能够收听到信息，容易产生广播风暴，当网络较大时网络性能会受到很大影响；而交换机就能够避免这种现象，当交换机工作的时候，只有发出请求的端口与目的端口之间相互响应而不影响其它端口，因此交换机就能够隔离冲突域并有效地抑制广播风暴的产生。 交换机与集线器的区别第32页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 3、从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都共享一条带宽，在同一时刻只

19、能有两个端口传送数据，其它端口只能等待，同时集线器只能工作在半双工模式下；而对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时不影响其它端口的工作，同时交换机不但可以工作 在半双工模式下而且可以工作在全双工模式下。在下图中，集线器连接的网络中，AB进行通信时，CD不能同时通信；而交换机连接的网络中，AB进行通信时，CD能同时通信。 交换机与集线器的区别集线器连接的网络交换机连接的网络第33页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 交换机的类型按应用领域划分 1、工作组交换机 ：工作组交换机是最常见的一种交换机，其特征是端口数量少，为信息点小于 100 台

20、的计算机联网提供交换环境，对带宽的要求不高，网络的扩展性不高，一般为固定配置而非模块化配置。 第34页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 交换机的类型 2、部门级交换机：部门级交换机可以是固定配置，也可以是模块配置，具有良好的扩充能力，一般有光纤接口。 3、企业级交换机：企业级交换机属于高端交换机，它采用模块化的结构，可作为网络骨干构建高速局域网，企业级交换机的信息点在 500 个以上。企业级交换机仅用于大型网络，且一般作为网络的骨干交换机。第35页，共41页，2022年，5月20日，19点40分，星期日网络设备概述 交换机的类型根据传输介质和传输速度 交换机可划分为太网交换机、快速以太网交换机、千兆（G位）以太网交换机、10