网络互联技术与实训 作者 曹炯清 03.pptVIP

第3章交换机基础和配置 3.1 交换机的产生和工作原理 3.1.1 网桥的概念和工作原理 1．网桥的由来 由于网桥对于冲突信号可以进行丢弃，那么LAN1内的冲突不会影响到LAN2和LAN3，LAN2内的冲突不会影响到LAN1和LAN3，LAN3内的冲突不会影响LAN1和LAN2。 同时网桥可以将整个局域网分成多个网段，如网段LAN1、LAN2 、LAN3，通过隔离每个网段内部的数据流量，从而增加了每个节点所能使用的有效带宽 2．网桥的工作原理 网桥（Bridge）工作在OSI模型的数据链路层，有时称为“二层设备”，这一点是与中继器和集线器完全不一样的，中继器和集线器工作于物理层，处理的信息单元是比特流，而网桥处理的信息单元是数据链路层的数据帧。 网桥的工作原理 网桥工作的四个特性 学习 转发 过滤 泛洪广播帧和目的未知帧 网桥的“学习”特性 当网桥接收到一个数据帧时，网桥将其源MAC地址和自身的桥接表进行比较，如果源MAC地址不在桥接表中，网桥会将该源MAC地址加入，同时加入的还有接收该数据帧的网桥端口号，如果源MAC地址在桥接表中，但桥接表中对应的端口和接收该数据帧的网桥端口不一致，则进行更新桥接表中该MAC地址对应的端口号为接收该数据帧的网桥端口号。 网桥的“过滤”特性 如果网桥接收的一个数据帧，经过查桥接表，发现数据帧中源MAC地址所处网桥端口和目的MAC地址所处网桥端口相同，则网桥丢弃该帧，这就是网桥的“过滤”特性。 网桥的“转发”特性 如果网桥接收的一个数据帧，经过查桥接表，发现数据帧中源MAC地址所处网桥端口和目的MAC地址所处网桥端口不相同，则网桥从相应端口转发该帧 网桥的“泛洪广播帧”特性 如果网桥接收的一个数据帧，如果该数据帧的目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF（即该帧为广播帧），则网桥向除接收该帧的端口以外的所有端口扩散该帧，也就是网桥不能隔离广播帧。 网桥的“泛洪目的未知帧”特性 如果网桥接收的一个数据帧，经过查桥接表，如果没有查到该帧目的MAC地址所在端口，则网桥向除接收该帧的端口以外的所有端口扩散该帧。 网桥的工作流程图 冲突域和广播域 路由器可以隔离广播域 3.1.2 交换机的产生和工作原理 交换机的英文名称为“Switch”，它是在网桥的基础上发展出来的，是集线器的升级换代产品 与集线器不同，交换机之所以能够直接对目的节点发送数据包，而不是像集线器一样以广播方式对所有节点发送数据包，其中最关键的技术就是交换机可以识别连在网络上的节点的网卡MAC地址，并把它们放到一个叫做MAC地址表的地方，这个表类似于网桥的桥接表，在这一点上交换机与网桥的工作方式基本一致 交换机工作原理 3.1.3 交换机、网桥、中继器和集线器的区别 1.交换机与集线器的区别 在OSI/RM（OSI参考模型）中的工作层次不同：交换机和集线器在OSI／RM开放体系模型中对应的层次就不一样，集线器是同时工作在第一层（物理层）和第二层（数据链路层），而交换机至少是工作在第二层，更高级的交换机可以工作在第三层（网络层）和第四层（传输层）。 1.交换机与集线器的区别 交换机的数据传输方式不同：集线器的数据传输方式是广播（broadcast）方式，而交换机的数据传输是有目的的，数据只对目的节点发送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情况下第一次使用广播方式发送，然后因为交换机具有MAC地址学习功能，第二次以后就不再是广播发送了，又是有目的地发送。这样的好处是数据传输效率提高，在安全性方面也不会出现其它节点侦听的现象。 1.交换机与集线器的区别 带宽占用方式不同：在带宽占用方面，集线器所有端口是共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽，这样交换机实际上每个端口的带宽比集线器端口可用带宽要高许多，也就决定了交换机的传输速度比集线器要快许多。换句话说，如果购买一台100M集线器，这个100M是指集线器的背板总线带宽，而如果购买一台100M交换机，这个100M是指交换机的每个端口都可以提供100M带宽。 1.交换机与集线器的区别 传输模式不同：集线器只能采用半双工方式进行传输的，因为集线器是共享传输介质的，这样在上行通道上集线器一次只能传输一个任务，要么是接收数据，要么是发送数据。而交换机则不一样，它是采用全双工方式来传输数据的，因此在同一时刻可以同时进行数据的接收和发送，这不但令数据的传输速度大大加快，而且在整个系统的吞吐量方面交换机比集线器至少要快一倍以上，因为它可以接收和发送同时进行，实际上还远不止一倍，因为端口带宽一般来说交换机比集线器也要宽许多倍。 2．交换机和网桥的区别 交换机工作时，实际上允许许多组端口间的通道同时工作。所以，交换