交换与虚拟局域网课件

第4章交换与虚拟局域网4.14.24.34.4交换式以太网的提出以太网交换机的工作原理虚拟局域网VLAN组装简单的以太局域网第4章交换与虚拟局域网4.1交换式以太网的提出以太网交换1本章主要内容1.交换式以太网的特点2.交换机的工作过程和数据传输方式3.交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议4.VLAN的组网方法和特点5.实践内容利用交换机组装简单的交换式以太网配置以太网交换机在交换式以太网上划分VLAN本章主要内容1.交换式以太网的特点2本章教学目标

掌握局域网络中交换式以太网的特点；交换机的工作过程和数据传输方式；交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议；VLAN的组网方法和特点。以及可以利用交换机组装简单的交换式以太网，并能在交换式以太网上划分VLAN。本章教学目标掌握局域网络中交换式以太网的特点；交换机的工作3本章的教学重点和难点本章重点：交换机的工作过程和数据传输方式；交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议；VLAN的组网方法和特点。本章难点：在交换式以太网上划分VLAN。本章的教学重点和难点本章重点：交换机的工作过程和数据传输方式4共享式以太网存在的主要问题1.覆盖的地理范围有限以太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小2.网络总带宽容量固定以太网的固定带宽被网络中的所有节点共同拥有节点增加，冲突概率增大，带宽浪费也越严重3.不能支持多种速率以太网的传输介质是共享的共享式以太网存在的主要问题1.覆盖的地理范围有限5交换的提出1.共享以太网存在的问题的解决方法：分段2.什么是分段将大型以太网分割成两个或多个小型以太网每个段使用CSMA/CD介质访问控制方法维持段内用户的通信段与段之间通过“交换”设备沟通交换设备在一段接收信息，经处理后转发给另一段交换的提出1.共享以太网存在的问题的解决方法：分段6利用集线器组成的大型共享式以太网利用集线器组成的大型共享式以太网7利用集线器组成的大型共享式以太网利用集线器组成的大型共享式以太网8交换设备的类型1.交换设备有多种类型2.常见的交换设备局域网交换机：工作于数据链路层，连接较为相似的网络路由器：工作于互联层，实现异型网络互联交换设备的类型1.交换设备有多种类型9以太网交换机组网将一台计算机直接连到交换机端口该计算机独享该端口提供的带宽将一个网段连到交换机端口该网段上的所有计算机共享该端口提供的带宽以太网交换机组网将一台计算机直接连到交换机端口10以太网交换机的工作过程以太网交换机的工作过程11数据转发方式直接交换测到目的地址字段，立即转发存储转发交换完整地接收整个数据，对数据进行差错检测改进的直接交换接收数据头部，判断头部字段是否正确数据转发方式直接交换12地址学习1.建立端口/MAC地址映射表需要解决的问题交换机怎样知道哪台计算机连接哪个端口交换机怎样维护地址映射表以保持其“新鲜”2.地址学习读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口（节点只要发送信息，交换机就能建立该表项）利用计时器维护表项的“新鲜”性地址学习1.建立端口/MAC地址映射表需要解决的问题13通信过滤1.目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动2.方法：利用端口/MAC地址映射表和帧的目的地址决定是否转发或转发到何处如果地址表中不存在帧的目的地址，交换机则需要向除接收端口以外的所有端口转发通信过滤1.目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动14通信过滤举例通信过滤举例15生成树协议1.交换机级联是否可以出现环路？集线器级联不能出现环路（无论是水平还是树型结构）交换机级联可以出现环路（交换机执行生成树协议）2.生成树协议通过实现生成树协议相互的交换信息利用交换的信息将网络中的环路断开逻辑上形成一种树形结构按照逻辑结构转发信息生成树协议1.交换机级联是否可以出现环路？16生成树协议举例生成树协议举例17虚拟局域网VLAN1.什么是虚拟局域网？将局域网上的用户或节点划分成若干“逻辑工作组”逻辑组的用户或节点可以根据功能、部门、应用等因素划分而无须考虑它们所处的物理位置2.利用以太网交换机就可以配置VLAN虚拟局域网VLAN1.什么是虚拟局域网？18利用共享式以太网需要做些什么？(1)一个逻辑工作组的站点需要移到另一个逻辑工作组（如站点从LAN1移动到LAN3）一个逻辑工作组的站点需要物理位置的移动（如LAN1中的站点从1楼移动到3楼）移动站点的物理位置或逻辑工作组有时需要重新布线利用共享式以太网需要做些什么？(1)一个逻辑工作19利用共享式以太网需要做些什么？(2)一个逻辑工作组的站点需要移到另一个逻辑工作组（如站点从LAN1移动到LAN3）一个逻辑工作组的站点需要物理位置的移动（如LAN1中的站点从1楼移动到3楼）以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理利用共享式以太网需要做些什么？(2)一个逻辑工作组的站点需要20VLAN的组网方法1.静态VLAN交换机上的VLAN端口由管理员静态分配这些端口保持这种配置直到人工改变它们2.动态VLAN交换机上VLAN端口是动态分配的分配原则通常以MAC地址、逻辑地址或数据包的协议类型为基础VLAN的组网方法1.静态VLAN21在一台交换机上配置VLAN在一台交换机上配置VLAN22跨越多台交换机的VLAN跨越多台交换机的VLAN23VLAN的优点减少网络管理开销控制广播活动提供较好的网络安全性利用现有的集线器以节省开支VLAN的优点减少网络管理开销24第4章交换与虚拟局域网课件25实践：组装简单的交换式以太网1.以太网交换机从端口和外形上很难区分交换机和集线器交换机的类型：10Mb/s交换机、100Mb/s交换机和10Mbps/100Mbps自适应交换机2.网卡10Mb/s、100Mb/s和10Mbps/100Mbps自适应以太网卡实践：组装简单的交换式以太网1.以太网交换机26交换式以太网中的电缆1.计算机与交换机连接直通电缆2.交换机与交换机级联上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆普通端口与普通端口：交叉电缆3.交换机与集线器级联上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆普通端口与普通端口：交叉电缆交换式以太网中的电缆1.计算机与交换机连接27计算机连入交换机计算机连入交换机28集线器连入交换机集线器连入交换机29以太网交换机的配置以太网交换机的配置30实践中组装的交换式以太网实践中组装的交换式以太网31终端控制台的连接终端控制台的连接32超级终端的串口配置超级终端的串口配置33终端控制台启动后的显示界面键入<回车>后终端控制台启动后的显示界面键入<回车>后34查看交换机的端口/MAC地址映射表进入en级别命令方式查看交换机的端口/MAC地址映射表进入en级别命令方式35显示端口/MAC地址映射表（showmac-address-table）1显示端口/MAC地址映射表（showmac-address36查看VLAN配置showvlan查看VLAN配置showvlan37添加VLANvlandatabase-vlan0002nameLAN0002-exit添加后的显示添加VLANvlandatabase-vlan00038为VLAN分配端口configureterminal-interfaceFa0/1-switchportmodeaccess和switchportaccessvlan0002-exit加入端口之后为VLAN分配端口configureterminal-39删除VLANvlandatabase-novlan0002–exitVLAN删除后，属于该VLAN的所有端口将处于非激活状态删除VLANvlandatabase-novlan40本章小结1、共享式以太网存在的主要问题2、交换设备的类型3、以太网交换机的三个功能4、虚拟局域网VLAN5、VLAN的组网方法6、配置VLAN7、VLAN的优点8、实践：组装简单的交换式以太网本章小结1、共享式以太网存在的主要问题41第4章交换与虚拟局域网4.14.24.34.4交换式以太网的提出以太网交换机的工作原理虚拟局域网VLAN组装简单的以太局域网第4章交换与虚拟局域网4.1交换式以太网的提出以太网交换42本章主要内容1.交换式以太网的特点2.交换机的工作过程和数据传输方式3.交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议4.VLAN的组网方法和特点5.实践内容利用交换机组装简单的交换式以太网配置以太网交换机在交换式以太网上划分VLAN本章主要内容1.交换式以太网的特点43本章教学目标

掌握局域网络中交换式以太网的特点；交换机的工作过程和数据传输方式；交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议；VLAN的组网方法和特点。以及可以利用交换机组装简单的交换式以太网，并能在交换式以太网上划分VLAN。本章教学目标掌握局域网络中交换式以太网的特点；交换机的工作44本章的教学重点和难点本章重点：交换机的工作过程和数据传输方式；交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议；VLAN的组网方法和特点。本章难点：在交换式以太网上划分VLAN。本章的教学重点和难点本章重点：交换机的工作过程和数据传输方式45共享式以太网存在的主要问题1.覆盖的地理范围有限以太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小2.网络总带宽容量固定以太网的固定带宽被网络中的所有节点共同拥有节点增加，冲突概率增大，带宽浪费也越严重3.不能支持多种速率以太网的传输介质是共享的共享式以太网存在的主要问题1.覆盖的地理范围有限46交换的提出1.共享以太网存在的问题的解决方法：分段2.什么是分段将大型以太网分割成两个或多个小型以太网每个段使用CSMA/CD介质访问控制方法维持段内用户的通信段与段之间通过“交换”设备沟通交换设备在一段接收信息，经处理后转发给另一段交换的提出1.共享以太网存在的问题的解决方法：分段47利用集线器组成的大型共享式以太网利用集线器组成的大型共享式以太网48利用集线器组成的大型共享式以太网利用集线器组成的大型共享式以太网49交换设备的类型1.交换设备有多种类型2.常见的交换设备局域网交换机：工作于数据链路层，连接较为相似的网络路由器：工作于互联层，实现异型网络互联交换设备的类型1.交换设备有多种类型50以太网交换机组网将一台计算机直接连到交换机端口该计算机独享该端口提供的带宽将一个网段连到交换机端口该网段上的所有计算机共享该端口提供的带宽以太网交换机组网将一台计算机直接连到交换机端口51以太网交换机的工作过程以太网交换机的工作过程52数据转发方式直接交换测到目的地址字段，立即转发存储转发交换完整地接收整个数据，对数据进行差错检测改进的直接交换接收数据头部，判断头部字段是否正确数据转发方式直接交换53地址学习1.建立端口/MAC地址映射表需要解决的问题交换机怎样知道哪台计算机连接哪个端口交换机怎样维护地址映射表以保持其“新鲜”2.地址学习读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口（节点只要发送信息，交换机就能建立该表项）利用计时器维护表项的“新鲜”性地址学习1.建立端口/MAC地址映射表需要解决的问题54通信过滤1.目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动2.方法：利用端口/MAC地址映射表和帧的目的地址决定是否转发或转发到何处如果地址表中不存在帧的目的地址，交换机则需要向除接收端口以外的所有端口转发通信过滤1.目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动55通信过滤举例通信过滤举例56生成树协议1.交换机级联是否可以出现环路？集线器级联不能出现环路（无论是水平还是树型结构）交换机级联可以出现环路（交换机执行生成树协议）2.生成树协议通过实现生成树协议相互的交换信息利用交换的信息将网络中的环路断开逻辑上形成一种树形结构按照逻辑结构转发信息生成树协议1.交换机级联是否可以出现环路？57生成树协议举例生成树协议举例58虚拟局域网VLAN1.什么是虚拟局域网？将局域网上的用户或节点划分成若干“逻辑工作组”逻辑组的用户或节点可以根据功能、部门、应用等因素划分而无须考虑它们所处的物理位置2.利用以太网交换机就可以配置VLAN虚拟局域网VLAN1.什么是虚拟局域网？59利用共享式以太网需要做些什么？(1)一个逻辑工作组的站点需要移到另一个逻辑工作组（如站点从LAN1移动到LAN3）一个逻辑工作组的站点需要物理位置的移动（如LAN1中的站点从1楼移动到3楼）移动站点的物理位置或逻辑工作组有时需要重新布线利用共享式以太网需要做些什么？(1)一个逻辑工作60利用共享式以太网需要做些什么？(2)一个逻辑工作组的站点需要移到另一个逻辑工作组（如站点从LAN1移动到LAN3）一个逻辑工作组的站点需要物理位置的移动（如LAN1中的站点从1楼移动到3楼）以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理利用共享式以太网需要做些什么？(2)一个逻辑工作组的站点需要61VLAN的组网方法1.静态VLAN交换机上的VLAN端口由管理员静态分配这些端口保持这种配置直到人工改变它们2.动态VLAN交换机上VLAN端口是动态分配的分配原则通常以MAC地址、逻辑地址或数据包的协议类型为基础VLAN的组网方法1.静态VLAN62在一台交换机上配置VLAN在一台交换机上配置VLAN63跨越多台交换机的VLAN跨越多台交换机的VLAN64VLAN的优点减少网络管理开销控制广播活动提供较好的网络安全性利用现有的集线器以节省开支VLAN的优点减少网络管理开销65第4章交换与虚拟局域网课件66实践：组装简单的交换式以太网1.以太网交换机从端口和外形上很难区分交换机和集线器交换机的类型：10Mb/s交换机、100Mb/s交换机和10Mbps/100Mbps自适应交换机2.网卡10Mb/s、100Mb/s和10Mbps/100Mbps自适应以太网卡实践：组装简单的交换式以太网1.以太网交换机67交换式以太网中的电缆1.计算机与交换机连接直通电缆2.交换机与交换机级联上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆普通端口与普通端口：交叉电缆3.交换机与集线器级联上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆普通端口与普通端口：交叉电缆交换式以太网中的电缆1.计算机与交换机连接68计算机连入交换机计算机连入交换机69集线器连入交换机集线器连入交换机70以太网交换机的配置以太网交换机的配置71实践中组装的交换式以太网实践中组装的交换式以太网72终端控制台的连接终端控制台的连接73超