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局域网交换机 交换式局域网 1、交换式局域网的基本结构 2、交换机的工作原理 3、交换机的帧转发方式 4、交换式局域网的特点 交换式局域网提出 共享式局域网是建立在共享传输介质； 介质访问控制协议增加了网络时延，降低了网络带宽的利用率； 因此，为解决网络带宽的问题，人们提出了交换式局域网，用来代替共享式局域网。 一、交换式局域网的基本结构 交换式局域网核心部分：局域网交换机 交换机端口说明： 1）专用的10Mb/s端口 2）共享10Mb/s端口 以太网交换机端口之间可以实现多个并发连接，进行多个结点之间的同时传输，增加网络带宽，提高网络性能和服务质量。 二、交换机的工作原理 交换机的地址映射表 交换机的端口1、5、6分别连接了A、D、E三个结点，端口3是一个共享端口，通过集线器连接了B、C两个结点，交换机根据端口的连接状况建立地址映射表。 交换机可并发连接、传输 举例： 1）结点A向结点D发送帧 2）结点E向结点B发送帧 3）结点B向结点C发送帧 4）结点E向结点F发送帧 分别建立两条连接，连接建立后，结点A向结点D、结点E向结点B就可以同时发送帧了。当然，可以根据需要建立多条连接，同时进行多路通信。 结点B要向C ：交换机隔离 如果结点B要向C发送帧，交换机发现它们在同一个端口，因此接收到B的帧后并不转发，而是丢弃。C与B在同一集线器上，自然能收到B的帧。 这样交换机隔离了本地信息，避免了网络上不必要的数据流动。 结点E要向F发送帧 交换机就在端口6检查地址映射表，发现F不在表中，这时，为保证帧的正确传输，交换机向除端口6以外的所有端口转发帧。当F发送应答信息或其它帧时，交换机就很容易获得F的端口连接信息，并将其增加到地址映射表中，以便以后使用。 交换机采用地址学习 交换机是采用地址学习的方法来完成地址映射的关系 当交换机接收到结点A的帧后，便取得发送A的源地址（即MAC地址），且知道来自哪一个端口，这样就知道了A的MAC地址和端口号的映射关系；然后检查地址映射表，若该A的映射关系不在地址映射表中，则将其加入，若在但不一样，则更新。 三、交换机的帧转发方式 交换机除了尽可能快的建立连接，进行通信外，还要进行差错检测。 交换机通常采用三种帧的交换方式 1）直通式交换 2）存储转发式 3）碎片隔离方式 （1）直通式（Cut Through） 在各端口间是由纵横交叉的交换矩阵构成 。 1）优点 由于不需要存储，延迟非常小、交换非常快。 2）缺点 因为数据帧没有被存储下来，无法提供错误检测能力，可能把错误帧转发出去。更重要的是由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通，而且容易丢帧。 （2）存储转发Store Forward 把输入端口的数据帧先存储起来，然后进行CRC（循环冗余码校验）校验，在对错误帧处理后才取出数据帧的目的地址，通过查找地址映射表找到输出端口送出帧。 1）数据处理时延时大 2）错误检测，有效地改善网络性能 3）协同高速端口与低速端口设备 （3）碎片隔离Fragment Free 它在接收到帧的前64个字节时就对它们进行错误检查，若正确，再根据目的地址转发整个帧。如果帧小于64字节，说明是假帧，则丢弃该帧。它的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式稍慢一点。 4、交换式局域网的特点 （1）独占信道，独享带宽： 交换式局域网的总带宽通常为交换机各个端口带宽之和，其随着用户数的增多而增加，即使在网络负荷很重时一般也不会导致网络性能下降。 （2）多对结点之间可以各自同时进行通信： 共享式局域网中，任何时候只能一个结点占用信道，而交换式局域网允许接入的多个结点间同时建立多条链路，同时进行通信，大大提高了网络的利用率。 （3）端口速度配置灵活：由于结点独占信道，用户可以按需要配置端口速度，可以配置10M、100M或10\100M自适应的。这在共享式局域网中不可能实现的。 （4）便于网络管理和均衡负载： 使用共享式局域网时，不同的网段、不同位置的终端一般不能组成一个工作组而方便进行通信，需要通过网桥、路由器等交换数据，网络管理很不方便。 在交换式局域网中，可以采用虚拟局域网VLAN技术将不同网段、不同位置的结点组成一个逻辑工作组，其中的结点的移动或撤离只需软件设定，可以方便的管理网络用户，合理调整网络负载的分布。 （5）兼容原有网络：以太交换技术是基于以太网的，其不必淘汰原有的网络设备，有效保护了用户