《网络互联技术》第03章：局域网交换机.ppt

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1、主讲教师：彭祺江西工业职业技术学院第三章局域网交换（理论课时长：8节）【教学目的】：通过本章的学习，使学生知道为什么要使用交换机替代集线器进行组网、局域网交换机的分类、生成树协议的工作原理、VLAN的划分；掌握交换机的工作原理、交换的三种方式、交换机的主要功能；领会VTP协议的工作原理和VTP的三种类型，能够实现单交换机Vlan配置和跨交换机Vlan配置。【重点难点】重点：交换机工作原理、交换的三种方式、交换机的主要功能、VTP协议及其类型难点：为什么需要生成树协议、生成树协议的工作原理第三章：局域网交换【教学内容】使用交换机替代集线器组建交换

2、机以太网交换机的分类交换机工作原理交换的三种方式交换机主要功能带外管理和带内管理交换机配置文件管理生成树协议交换机基础配置VTP协议及其类型Vlan的定义和划分单交换机组建Vlan跨交换机Vlan配置第三章：局域网交换【教学方法】教学方式：多媒体教学教学方法：案例分析+视频教学通过动画教学让学生掌握生成树协议的工作原理。利用视频教学资料，让学生在业余时间观看，以尽一步使学生掌握交换机的相关配置。通过上机实验让学生在boson模拟器的支持下完成单交换机和跨交换机Vlan的配置。第三章：局域网交换一、使用交换机替代集线器（1）集线器组网（物理层组网

3、）集线器组建的是共享（广播）式网络，所有用户共享网络带宽，所有用户处于一个广播域和一个冲突域内。随着用户数量的增加，主机间冲突明显上升，网络性能急剧下降，且用户数据的安全性得不到有效保证。（2）交换机组网（逻辑链路层组网）交换机组建的是交换式网络，所有用户独享网络带宽，交换机的每个接口构成一个冲突域，主机间冲突大大降低，网络性能大大好于集线器组网。但由于所有主机同处于一个广播域网，随着主机数量的急剧增加，网络内可能会产生广播风暴，这将大大降低网络通信的性能，因此需要将不同部门的电脑处于不同的子网中，使用路由器组网，限制广播数据包的传递范围。二、

4、交换机的分类（1）从广义上划分：广域网交换机局域网交换机广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。局域网交换机则应用于局域网络，用于联接终端设备。（2）按网络构成方式划分接入层交换机分布层交换机核心层交换机二、交换机的分类（3）按传输介质和传输速度划分以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机。这些交换机分别适用于以太网、快速以太网、FDDI、ATM和令牌环网。（4）按应用规划划分企业级交换机部门级交换机工作组交换机（5）按OSI的七层模型划分二层交换机、三层交换机、四层交换机，一直

5、到七层交换机。基于MAC地址工作的第二层交换机最为普遍，用于网络接入层和分布层。基于IP地址和协议进行交换的第三层交换机普遍应用于网络的核心层。第四层以上的交换机称之为内容交换机，主要应用于互联网数据中心。三、二层交换机的工作原理二层交换机工作于OSI的第二层（数据链路层），它不能根据数据包的IP地址进行数据的转发，它是根据MAC地址表（主机的MAC地址及其所连交换机的端口号的映射表）在源主机所连接口和目标主机所在接口之间构建一条逻辑链路，实现数据的转发。当交换机的MAC地址表中不存在目标主机的MAC地址表及其接口映射时，交换机将会把接收的数据

6、包从除源口之外的所有其他端口广播出去。因此我们可以发现当交换式网络内的主机数量非常庞大时，网络内可能会产生广播风暴，从而降低网络的性能。四、三种交换方式（1）、直通式（Cut-through）交换机在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，然后查找MAC地址表，将数据包直通到相应的目的端口，实现交换功能。优点是无需存储，延迟小，交换速度快。缺点是由于没有缓存数据包内容，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力；由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接联通，而且容易丢包。四、三种交换方式（2）、存

7、储转发交换方式（Store-and-forward）存储转发交换方式把输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC（循环冗余码校验）检查，在对数据包处理后才取出其目的地址，然后通过查找MAC地址表，再将存储的数据包从指定的目标端口转屋出去。因此，存储转发交换方式在数据处理时延时大，但它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，有效的改善网络性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。四、三种交换方式（3）、改进的直接交换方式（ModifiedCut-Through）改进的直接交换方式是介于以上两者之间的一种

8、解决方案。它将两者结合起来，在接收到数据帧的64个字节之后，判断数据帧的帧头字段是否正确，如果正确则转发，否则丢弃。这种方式也不提供数据校验。它的数据