多层网络交换机基础知识
交换机两种连接方式堆叠与级联基础介绍
交换机是一种最为基础的网络连接设备。
它一般都不需要任何软件配置即可使用的一种纯硬件式设备；单个交换机与网络的连接，相信读者朋友们已经能够掌握。
本文结合图例，主要介绍多台交换机在网络中同时使用时的连接问题。
多台交换机的连接方式无外乎两种：级联跟堆叠。
下面针对这两种连接方式，分别介绍实现原理及详细的连接过程。
1、交换机级联这是最常用的一种多台交换机连接方式，它通过交换机上的级联口（UpLink）进行连接。
需要注意的是交换机不能无限制级联，超过一定数量的交换机进行级联，最终会引起广播风暴，导致网络性能严重下降。
级联又分为以下两种：使用普通端口级联所谓普通端口就是通过交换机的某一个常用端口（如RJ-45端口）进行连接。
需要注意的是，这时所用的连接双绞线要用反线，即是说双绞线的两端要跳线（第1-3与2-6线脚对调）。
其连接示意如图1所示。
使用Uplink端口级联在所有交换机端口中，都会在旁边包含一个Uplink端口，如图2所示。
此端口是专门为上行连接提供的，只需通过直通双绞线将该端口连接至其他交换机上除“Uplink端口”外的任意端口即可（注意，并不是Uplink端口的相互连接）。
2、交换机堆叠此种连接方式主要应用在大型网络中对端口需求比较大的情况下使用。
交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式，同时堆叠后的带宽是单一交换机端口速率的几十倍。
但是，并不是所有的交换机都支持堆叠的，这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠；并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块；最后还要注意同一堆叠中的交换机必须是同一品牌。
它主要通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一台交换机的“UP”堆叠端口直接连接到另一台交换机的“DOWN”堆叠端口。
堆叠中的所有交换机可视为一个整体的交换机来进行管理。
其连接示意图4所示。
提示：采用堆叠方式的交换机要受到种类和相互距离的限制。
首先实现堆叠的交换机必须是支持堆叠的；另外由于厂家提供的堆叠连接电缆一般都在1M左右，故只能在很近的距离内使用堆叠功能。
三层交换机
器。一旦做出这种决定，交换机就将会话与一个 具体的IP地址联系在一起，并用该服务器真正的 IP地址来代替服务器上的VIP地址。
16 January 2020
网络设备管理讲义
默认运行在3层的路由模式，而对于3550， 则默认运行在2层的交换端口模式
16 January 2020
网络设备管理讲义
6
相关命令
为3层接口配置IP地址 Ip address address netmask 删除接口的IP地址 No ip address
16 January 2020
16 January 2020
网络设备管理讲义
27
四层交换机
在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设 立虚IP地址（VIP），每组服务器支持某种应用。 在域名服务器（DNS）中存储的每个应用服务器 地址是VIP，而不是真实的服务器地址。 当某用户申请应用时，一个带有目标服务器组的 VIP连接请求（例如一个TCP SYN包）发给服务 器交换机。服务器交换机在组中选取最好的服务 器，将终端地址中的VIP用实际服务器的IP取代， 并将连接请求传给服务器。这样，同一区间所有 的包由服务器交换机进行映射，在用户和同一服 务器间进行传输。
三层交换机配置
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16 January 2020
网络设备管理讲义
1
3层交换机
3层交换机是指具备3层路由功能的交换机, 其接口可以实现基于3层寻址的分组转发, 每个3层接口都定义了一个单独的广播域. 在为接口配置好IP协议（设置IP地址）后， 该接口就成为连接该接口的同一个广播域 内其它设备和主机的网关。
交换技术基础入门知识
交换技术基础入门知识交换技术基础入门知识交换机是网络中重要的组成部分，学习高级交换，店铺觉得下面的东西我们必须掌握!1、vlan的`配置(vlan的作用：逻辑划分广播域)第一种：switch#vlan database (进入vlan数据库)switch(vlan)#vlan 1-100 (建立100个vlan)switch(vlan)#exit (保存并退出)switch#show vlan (查看vlan 配置)第二种：switch(config)#vlan database (进入vlan数据库)switch(config-vlan)#vlan 1-100 (建立100个vlan)switch(config-vlan)#do show vlan(查看vlan配置)2、vtp域的配置switch(config)#vtp domain ciscoswitch(config)#vtp password ciscoswitch(config)#vtp version 2switch(config)#vtp mode server/client/tranparentswitch(config)#do show vtp3、stp生成树的各种类型与配置(作用：实现在冗余状态下无环路)选举的顺序：根桥-根端口-指定端口-阻塞端口a、传统生成树stp他会自动的在三台交换机上建立(不做配置了)b、pvst每vlan生成树(指定谁是根桥，阻塞那个端口)switch(config)#spanning-tree vlan x root primaryswitch(config)#spanning-tree valn y root secondaryc、mst多vlan生成树switch(config)#spanning-tree mst configurlationswitch(config-mst)#instance 1 vlan 1-50switch(config-mst)#instance 2 vlan 51-100switch(config-mst)#exitswitch(config)#spanning-tree mode mstswitch (config)#do show spanning-tree4、backup gateway protocol(备份网关协议)@、hsrp(hot standby route protocol)(cisco私有)支持track router(config)#interface f0/1router(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0router(config-if)#standby 1 ip 1.1.1.10router(config-if)#standby 1 priority 105router(config-if)#standby 1 preemyrouter(config-if)#do show standby注意，两个路由器上必须同时配置，内容也必须相同。
LAN交换机基础知识综合概述
LAN交换机有很多值得学习的地方，这里我们主要介绍LAN多层交换技术及应用的发展，在过去短短的几年里，网络发生了根本性的变化：网桥已经退出了历史的舞台，在LAN网中共享式以太网越来越少。
人们对于网络的要求导致了新一代网络的诞生和发展，其中交换技术可以说是新的网络时代的核心。
交换技术具备强大的寻址能力和出色的稳定性，为需要高带宽的应用程序提供了解决办法，同时也解决了网络智能化问题，它极大地促进了网络的发展。
毫无疑问，LAN交换技术已经成为一项重要的技术，并在今天广泛的流行起来。
LAN交换技术概述在LAN网中使用交换的目的是为了提高网络的性能，减少网络的阻塞，同时，交换技术能够加快数据的移动速度，极大地降低了传统以太网中由于采用CSMA/CD协议而产生冲突的可能性，因而在一定程度上消除了网络的瓶颈。
LAN交换机的内在功能类似于网桥，通过跟踪每一个端口发来的帧的源地址，检查帧的目的地址来选择路由。
LAN交换机每一端口能够存储的地址数量决定了它支持的工作站和支持拥有许多工作站的局域网段的能力。
若交换机每一端口只能支持一个地址，它相当于端口交换设备；若每一端口支持多个地址，它相当于段交换设备。
除了按交换方法外，LAN交换机还可以分为“直接通过”和“存储转发”。
直接通过技术就是在LAN交换机读到帧的目的地址后，直接在源端口和目的端口之间进行交叉连接。
这种交换具有最小的延时和等待时间。
相应地，存储转发交换把全部的帧存在存储器里，并对帧进行差错控制，若对某一帧的循环冗余校验不符，则丢弃该帧。
存储转发技术需要将帧从低速局域网中移到高速局域网中，因为必须将全部的帧存储起来，所以这种交换方法必然带来较小程度的时延。
另外，LAN交换机还能同时支持FDDI、快速以太网、令牌环网、以太网和ATM（从严格意义上讲，ATM 不完全属于第二层），可以更进一步提高带宽，提高交换机的吞吐量，这些支持多协议的LAN交换机能够将来自一种第二层网络的数据传输到另一种网络中。
交换机的基础知识
交换机的基础知识许多新型的Client／Server应用程序以及多媒体技术的出现，导致了传统的共享式网络远远不能满足要求，这也就推动了局域网交换机的出现。
1、交换机的定义局域网交换机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。
交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。
为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。
为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个高速端口，如100M以太网端口、FDDI端口或155M ATM端口，从而保证整个网络的传输性能。
2、交换机的特性通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。
可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和信息处理。
利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加每个用户的可用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。
由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。
与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能：（1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。
（2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。
这种方法人们称之为网络微分段（Micro一segmentation）技术。
（3）虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。
我们将在后面专门介绍虚拟网。
（4）端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。
客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。
交换机基础知识,交换机知识大全交换机笔记,学习资料
交换机基础知识,交换机知识大全交换机笔记,学习资料交换机工作在OSI 模型的第二层（数据链路层）作用：可以将原有的网络划分成多个段，能够扩展网络的传输距离并支持更多的网络节点。
划分网络段有效隔离广播，减少冲突。
交换机的每个端口是独立的冲突域中，所有的端口都是在同一个广播域中关于交换机的一点配置笔记（cisco）交换机的功能地址学习：最开始交换机的MAC表是空的，它是通过学习源地址来得到每个连接端口连接的设备的MAC地址。
当它收到一个帧时，它学习到这个帧的源MAC 地址，并保存到MAC表中，然后查看MAC 表，如果MAC表中没有目的MAC时，它就洪泛（洪泛就是向每个端口发送这个帧）如果有就发到对应的端口。
转发过滤：收到一个帧时，会查看MAC地址表，决定把帧转发到那个端口。
消除循环：当网络中有冗余回路时，会用生成树阻止冗作路径中传输相同帧。
进入交换机时有如下三种选择键入M 进入菜单模式键入K进入命令行模式键入I进入IP配置模式我们要进入的是命令行。
其于IOS的交换机：有三种模式，“>”用户模式，“#”特权模式，“（CONFIG）#”全局模式。
在用户模式输入enable进入特权模式，在特权模式下输入disable回到用户模式。
在特权模式下输入configure terminal进入全局模式。
在特权模式下输入DISABLE回到特权模式下show version 查看系统硬件的配置，软件版本号等。
Show running-config 查看当前正在运行的配置信息show interfaces Ethernet 0/1 查看E0/1口的信息show ip 查看交换机的IP地址设置交换机名：hostname[交换机名]如：hostname switch1设置交换机的IP地址：ip address [ip address ][netmask] 如ip address设置交换机的缺省网关：ip default-gatway [ip address] 如：ip default-gatway设置密码enable password level [1-15] [passwork]1-15 表示级别，1表示设置登录时的密码，15设置进入全局模式的密码。
交换机基本知识 交换机知识入门
交换机基本知识交换机知识入门交换机是日常生活工作中经常用到的物品，但不少人队交换机基本知识却不是很了解，本文从交换机的起源、类型、应用、交换方式等方面介绍了交换机基本知识（入门知识），希望对大家有所帮助。
交换机定义什么是交换机？交换机英文名称为Switch，也称为交换式集线器，交换机是构建网络平台的“基石”，又称网络开关它是一种基于MAC地址(网卡的硬件标志)识别，能够在通信系统中完成信息交换功能的设备。
其工作原理可以简单地描述为“存储转发”四个字。
因为交换机支持“全双工”模式，所以B在接收A发送数据的同时，还可以向A或其他的计算机发送数据。
如果在MAC地址中没有B的地址信息，那么交换机可以通过“MAC地址学习”功能将连接到自身的B计算机MAC地址记住，形成一个节点与MAC地址的对应表。
交换和交换机最早起源于电话通讯系统（PSTN），我们现在还能在老电影中看到这样的场面：首长（主叫用户）拿起话筒来一阵猛摇，局端是一排插满线头的机器，戴着耳麦的话务小姐接到连接要求后，把线头插在相应的出口，为两个用户端建立起连接，直到通话结束。
这个过程就是通过人工方式建立起来的交换。
当然现在我们早已普及了程控交换机，交换的过程都是自动完成。
交换机的类型交换机类型的了解是交换机的基本知识，必须掌握。
交换机有多种分类方式：从网络覆盖范围划分交换机可以分为以下两类：广域网交换机和局域网交换机根据传输介质和传输速度分：以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。
根据交换机应用网络层次划分企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机。
根据交换机端口结构划分固定端口交换机和模块化交换机。
根据工作协议层划分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机根据是否支持网管功能划分网管型交换机和非网管理型交换机交换机的应用作为局域网的主要连接设备，交换机成为应用普及最快的网络设备之一。
二层交换机和三层交换机工作原理
二层交换机和三层交换机工作原理交换机是局域网络中最为常见的设备，用于实现多台计算机之间的数据交换。
它可以通过MAC地址将数据从一个端口转发到另一个端口，提高网络的传输效率和可靠性。
在交换机中，二层交换机和三层交换机是两种常见的类型，本文将详细介绍它们的工作原理。
一、二层交换机二层交换机是指工作在OSI模型的数据链路层，以MAC地址为基础进行数据包转发的网络设备。
当一台计算机需要发送数据包到另一台计算机时，数据包会首先通过交换机连接的端口到达交换机。
交换机会检查数据包的目标MAC地址，并从自己的MAC地址表中查找该地址所在的端口。
如果查找到，则直接将数据包转发到该端口；如果没有查找到，则会广播数据包到所有端口（除来源端口外），以寻找目标设备，并同时将该设备的MAC地址和端口信息更新到自己的MAC地址表中。
二层交换机的工作原理简单，但也存在一些缺点。
当网络中设备数量较少时，数据包广播的次数较少，网络带宽利用率高；但当网络中设备数量增多时，广播次数会增加，导致网络拥塞和设备性能下降。
此外，二层交换机只能进行局域网内部的转发，无法实现跨不同网络的通信。
二、三层交换机三层交换机是指工作在OSI模型的网络层，以IP地址为基础进行数据包转发的网络设备。
它不仅可以实现局域网内部的转发，还可以实现不同网络之间的转发，提高网络的可扩展性。
当一台计算机需要发送数据包到另一台计算机时，数据包会首先通过交换机连接的端口到达交换机。
交换机会检查数据包的目标IP地址，并通过路由表查找到下一跳IP地址。
如果下一跳IP地址与交换机已知的直接相连的网络相同，则直接转发数据包；否则，将数据包转发到相应的路由器进行下一跳转发。
三层交换机的工作原理虽然比二层交换机复杂，但也具有更强的功能和更高的性能。
它可以充分利用网络带宽，实现多个子网之间的无缝连接，并具有较好的防御网络攻击的能力。
总结：二层交换机与三层交换机是局域网中常见的两种网络设备，二者的工作原理是不同的。
网络交换机培训资料
网络交换机培训资料一、网络交换机的定义和作用网络交换机是一种用于在计算机网络中连接多个设备并实现数据交换的设备。
它就像是一个交通枢纽，负责在不同的设备之间快速、准确地传输数据。
网络交换机的主要作用包括：1、提供网络连接：将多个计算机、服务器、打印机等设备连接在一起，形成一个局域网（LAN）。
2、提高网络性能：通过智能地转发数据，减少网络拥塞，提高数据传输速度和效率。
3、分割网络冲突域：有效地减少网络中的冲突，使每个连接到交换机端口的设备都能独立地进行数据传输。
4、增强网络安全性：可以对网络流量进行控制和管理，限制某些设备的访问权限，提高网络的安全性。
二、网络交换机的分类1、按网络覆盖范围分类局域网交换机：主要用于构建小型的局域网，如办公室、家庭网络等。
广域网交换机：用于连接不同地理区域的网络，如城域网、广域网等。
2、按传输速率分类10Mbps 交换机：适用于低速网络环境。
100Mbps 交换机：较为常见的中速交换机。
1000Mbps（1Gbps）交换机：能满足高速数据传输需求。
10Gbps 及以上交换机：用于对带宽要求极高的网络环境，如数据中心。
3、按工作层次分类二层交换机：基于 MAC 地址进行数据转发，是最常见的交换机类型。
三层交换机：除了具备二层交换机的功能外，还具有路由功能，可以基于 IP 地址进行数据包转发。
四层及以上交换机：能够基于更高层的协议信息（如端口号）进行数据处理和转发，通常用于大型企业网络和数据中心。
三、网络交换机的工作原理网络交换机通过学习连接到其端口的设备的 MAC 地址来工作。
当一个数据包到达交换机时，交换机会查看数据包的目的 MAC 地址，并根据其学习到的 MAC 地址表将数据包转发到相应的端口。
如果目的MAC 地址不在地址表中，交换机将把数据包广播到所有端口（除了接收端口），以查找目标设备。
交换机还采用了存储转发和直通转发两种数据转发方式。
存储转发方式会先接收整个数据包，进行错误检查后再转发；直通转发方式则在收到数据包的头部信息后就立即转发，提高了数据传输的速度，但可能会转发错误的数据包。
交换机基础知识介绍
2010-2-23
交换机概述
• 交换机(英文:Switch，意为“开关”)是一
种用于电信号转发的网络设备。它可以为 接入交换机的任意两个网络节点提供独享 的电信号通路。
交换机必备基础知识
• • • • • • •
端口数 传输速度 端口类型 模块化槽数 背板带宽 包转发率 MAC地址表
•
8、VLAN支持（一）
•
VLAN，中文名为"虚拟局域网"， VLAN是一种将局域网（LAN）设 备从逻辑上划分（注意，不是从物理上划分）成一个个网段（或者说 是更小的局域网LAN），从而实现虚拟工作组（单元）的数据交换技
术。
8、VLAN支持（二）
•
由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量 都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少 设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。 • VLAN除了能将网络划分为多个广播域，从而有效地控 制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活 的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之 间的互相访问。
力，单位为Gbps，也叫交换带宽，一般的交换机 的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换 机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强， 但同时设计成本也会越高。 3100系列背板19.2Gbps
•
3600系列背板32Gbps 5500系列背板192/240Gbps
6、包转发率
•
包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。 单位一般位pps（包每秒），一般交换机的包转发 率在几十Kpps到几百Mpps不等。包转发速率是指 交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps） 3100系列转发率为：6.55/13.2Mpps 3600系列转发率为：9.6/13.1Mpps 5500系列转发率为：92/132Mpps
网管员不可不知二层交换机基础知识
网管员不可不知二层交换机基础知识IT168网络通信频道精心打造的《网管员书架》栏目已经成功举办了两期：第一期：中小企业组网十步法第二期：中小企业路由器配置第三期将介绍中小企业交换机配置相关的内容，今天先由小编来一篇关于交换机基础知识介绍的预热文章。
咱们平时所说的局域网交换技术，也称为层2交换技术，内容主要包括层2交换的工作原理、网络环路、如何利用Spanning-Tree Protocol 来解决网络环路、VLAN及VTP技术，这篇文章主要介绍二层交换机的工作原理以及网络环路的危害。
其他的内容将在后续陆续介绍。
大家都知道传统共享以太网使用的是CSMA/CD机制，即载波侦听多路访问/冲突检测。
我们来详细分析一下：▲ CSMA/CDCSMA/CD是一种分布式介质访问控制协议，网络中的各个节点都能独立地决定数据帧的发送与接收。
每个节点在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。
这时，如果两个以上的节点同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。
每个节点必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。
最早由Inter，施乐，DEC三家公司提出以太网标准，后来IEEE组织制定了802.3标准规定了以太网的物理层和数据链路层的MAC子层，主要就是定义了10BASE-2、10BASE-5、10BASE-T、10BASE-F 等，规定了介质，带宽，距离等。
同时还定义了一个502.2标准，规定以太网数据链路层的LLC子层，即逻辑链路控制子层，主要是提供了一个数据链路层与网络层的接口，如图所示：网络层有很多协议，数据链路层提供了很多协议之间的区分，使用网络层的哪一个协议，这就是为什么数据帧要封装一个LLC的头部信息。
但传统以太2帧中不是使用LLC封装而是在数据帧中有一个2个字节的type来表明上网所使用的协议,如下图所使用的网络层协议是ARP。
二层交换机,三层交换机和路由器的基本工作基础学习知识原理
二层交换机:二层交换技术是发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中.具体如下:(1当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源MAC地址,这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上;(2再去读取包头中的目的MAC地址,并在地址表中查找相应的端口(3如表中有与这目的MAC地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上三层交换机: 三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一的技术。
在对第一个数据流进行路由后,它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表,当同样的数据流再次通过时,将根据此表直接从二层通过而不是再次路由,从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟,提高了数据包转发的效率.路由器:传统地,路由器工作于OSI七层协议中的第三层,其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包,根据其中所含的目的地址,决定转发到下一个目的地址。
因此,路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址,若找到了目的地址,就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址,同时IP数据包头的TTL(Time To Live域也开始减数,并重新计算校验和。
当数据包被送到输出端口时,它需要按顺序等待,以便被传送到输出链路上。
路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中的路由表。
如果到某一特定节点有一条以上的路径,则基本预先确定的路由准则是选择最优(或最经济的传输路径。
由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化,因此路由情况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更新。
主要区别:二层交换机工作在数据链路层,三层交换机工作在网络层,路由器工作在网络层。
具体区别如下:二层交换机和三层交换机的区别:三层交换机使用了三层交换技术三层交换(也称多层交换技术,或IP交换技术是相对于传统交换概念而提出的。
众所周知,传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行*作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
多层交换机
多层交换机
交换机
01 技术介绍
03 体系结构 05 操作
目录
02 产品介绍 04 主要功能 06 应用
基本信息
多层交换机是结合了2层交换和3层路由功能的一种交换机。
技术介绍
技术介绍
多层交换技术是个新概念，该术语在行业中还没有形成标准。供应商、分析员和编辑员对一些行业术语的理 解还没有达成统一意见，如多层交换机、第2层路由器、第3层交换机、IP交换机、路由交换机、交换路由器和线 速路由器等。
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产品介绍
产品介绍
多层交换机是其中使用最好也最为广泛的一种产品，它既可以执行第3层路由功能，也可以执行第2层交多层交换机
通用直通路由选择（Generic Cut-Through Routing）：多层交换结构第3层中的路由计算是在数据流的第 1个数据包中完成的。该数据流中的其它数据包在第2层沿着相同的路由实现转换。换句话说，这种结构下的路由 计算和帧转发处理过程是不同的。
交换机基础知识(三层部分)
最优路由的决定
• 三层交换机通过和三层交换机，或和 路由器进行相互通讯，传送不同类型的信 息维护各自的路由表。其中路由更新信息 一般是由部分或全部路由表组成。通过分 析其它三层设备发出的路由更新信息，三 层交换机可以掌握整个网络的拓扑结构。 这样在掌握足够信息的情况下，三层交换 机就能分析出最优路由，并将其写入硬件 路由表。
PC1和PC2的默认网 关是192.168.5.1 PC3和PC4的默认网 关是192.168.3.1 PC5和PC6的默认网 关是192.168.4.1
同一子网内PC间的IP报文转发过程
• 如图PC1和PC2同属于192.168.5.0/24网段，PC1发送IP报文到PC2，则报文的 DIP是PC2的IP地址，SIP是PC1的IP地址。
• IP组播是指一个IP报文向一个“主机组”的传送，这个包含零个或多 个主机的主机组由一个单独的IP地址标识。
• 主机组地址也称为“组播地址”，或者D类地址，即从224.0.0.0 ~ 239.255.255.255。224.0.0.0~224.0.0.255属于保留地址，其中：
• 224.0.0.1 － 网段中所有支持组播的主机 • 224.0.0.2 － 网段中所有支持组播的路由器
192.168.4.119匹配最长的是第1条，如果DIP是192.168.8.112，则匹配 最长的是第2条，如果DIP是192.168.8.111，则匹配最长的是第3条。
交换机相关基础知识
以太网交换机1、以太网以太网是在70年代初期由Xerox公司Palo Alto研究中心推出的。
1979年Xerox、Intel和DEC公司正式发布了DIX版本的以太网规范，1983年IEEE 802.3标准正式发布。
初期的以太网是基于同轴电缆的，到八十年代末期基于双绞线的以太网完成了标准化工作，即我们常说的10BASE-T。
随着市场的推动，以太网的发展越来越迅速，应用也越来越广泛。
MAC地址：MAC地址有48位，它可以转换成12位的十六进制数，这个数分成三组，每组有四个数字，中间以点分开。
MAC地址有时也称为点分十六进制数。
为了确保MAC地址的唯一性，IEEE对这些地址进行管理。
每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。
供应商代码代表NIC（网络接口卡）制造商的名称，它占用MAC的前六位12进制数字，即24位二进制数字。
序列号由供应商管理，它占用剩余的6位地址，或最后的24位二进制数字。
以太网的MAC地址可以分为三类，分别是单播地址、多播地址、广播地址。
CSMA/CD：以太网使用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，带有冲突监测的载波侦听多址访问）。
在CSMA/CD方式下，在一个时间段，只有一个节点能够在导线上传送数据。
如果其他节点想传送数据，必须等到正在传输的节点的数据传送结束后才能开始传输数据。
以太网之所以称作共享介质就是因为节点共享同一根导线这一事实。
以太网的典型设备-HUBHUB是一个多端口的转发器，当以HUB为中心设备时，网络中某条线路产生了故障，并不影响其它线路的工作。
所以HUB在局域网中得到了广泛的应用。
大多数的时候它用在星型与树型网络拓扑结构中，以RJ45接口与各主机相连（也有BNC接口），HUB按照不同的说法有很多种类。
HUB按照对输入信号的处理方式上，可以分为无源HUB、有源HUB、智能HUB。
多层网络交换机原理详细介绍
多层网络交换机原理详解二层交换机概述一、交换机的工作原理1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。
2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。
3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。
这一过程称为泛洪（flood）。
4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。
二、交换机的三个主要功能学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。
消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。
三、交换机的工作特性1.交换机的每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域。
2.交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内，也就是说，交换机不隔绝广播（惟一的例外是在配有VLAN的环境中）。
3.交换机依据帧头的信息进行转发，因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备（此处所述交换机仅指传统的二层交换设备）。
四、交换机的分类依照交换机处理帧时不同的操作模式，主要可分为两类：存储转发：交换机在转发之前必须接收整个帧，并进行错误校检，如无错误再将这一帧发往目的地址。
帧通过交换机的转发时延随帧长度的不同而变化。
直通式：交换机只要检查到帧头中所包含的目的地址就立即转发该帧，而无需等待帧全部的被接收，也不进行错误校验。
由于以太网帧头的长度总是固定的，因此帧通过交换机的转发时延也保持不变。
五、二、三、四层交换机？多种理解的说法：1.二层交换（也称为桥接）是基于硬件的桥接。
基于每个末端站点的唯一MAC地址转发数据包。
二层交换的高性能可以产生增加各子网主机数量的网络设计。
交换机从零学起的宝典
交换机基础知识（1）交换机基础知识许多新型的Client／Server应用程序以及多媒体技术的出现，导致了传统的共享式网络远远不能满足要求，这也就推动了局域网交换机的出现。
一、交换机的定义局域网交换机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。
交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。
为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。
为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个高速端口，如100M以太网端口、FDDI端口或155M ATM端口，从而保证整个网络的传输性能。
二、交换机的特性通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。
可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和信息处理。
利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加每个用户的可用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。
由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。
与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能：（1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。
（2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。
这种方法人们称之为网络微分段（Micro一segmentation）技术。
（3）虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。
我们将在后面专门介绍虚拟网。
（4）端口密度可以与集线器相媲美一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。
客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。
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网络交换机基础知识开放系统互联（OSI,Open Systerns Interconnection的缩写）参考模型描述了信息如何从一台计算机的应用层软件通过网络媒体传输到另一台计算机的应用层软件中,它是由七层协议组成的概念模型,每一层说明了特定的网络功能.OSI参考模型是在1984年由国际标准化组织（ISO,Interconnection for Standardization 的缩写）发布的,现在已被公认为计算机互联通信的基本体系统结构模型.OSI 参考模型把网络中计算机之间的信息传递分成七个小的易于管理的层,OSI的七层协议分别执行一个(或一组)任务,各层间相对独立,互不影响.下面是OSI参考模型的七个层次:第七层---------应用层;第六层---------表示层;第五层---------会话层;第四层---------传输层;第三层---------网络层;第二层---------数据链路层;第一层--------物理层二层交换机指的就是作用在这七层模型的第二层,所以二层交换机一般不能对传输协议进行控制,只能对数据链路进行控制,所以二层交换机只能通过mac地址来进行寻址,因为mac地址作用在数据链路层.而三层交换机可以控制到网络层,也就是说三层交换机可以通过IP地址来进行寻址.现在高端交换机可以控制到七层,可以对网络中的应用层的协议来进行流量的控制和带宽的管理.二层交换机、三层交换机和路由器这三种技术究竟谁优谁劣，它们各自适用在什么环境?这三种技术的工作原理：1.二层交换技术二层交换机是数据链路层的设备，它能够读取数据包中的MAC地址信息并根据MAC地址来进行交换。
交换机部有一个地址表，这个地址表标明了MAC地址和交换机端口的对应关系。
当交换机从某个端口收到一个数据包，它首先读取中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的，它再去读取中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口，如果表中有与这目的MAC地址对应的端口，则把数据包直接复制到这端口上，如果在表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC 地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
由于二层交换机一般具有很宽的交换总线带宽，所以可以同时为很多端口进行数据交换。
如果二层交换机有N个端口，每个端口的带宽是M,而它的交换机总线带宽超过N×M, 那么这交换机就可以实现线速交换。
二层交换机对广播包是不做限制的，把广播包复制到所有端口上。
二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片，因此转发速度可以做到非常快。
2.路由技术路由器是在OSI七层网络模型中的第三层--网络层操作的。
路由器部有一个路由表，这表标明了如果要去某个地方，下一步应该往哪走。
路由器从某个端口收到一个数据包，它首先把链路层的去掉(拆包)，读取目的IP地址，然后查找路由表，若能确定下一步往哪送，则再加上链路层的(打包)，把该数据包转发出去;如果不能确定下一步的地址，则向源地址返回一个信息，并把这个数据包丢掉。
路由技术和二层交换看起来有点相似，其实路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层(数据链路层)，而路由发生在第三层。
这一区别决定了路由和交换在传送数据的过程中需要使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。
路由技术其实是由两项最基本的活动组成，即决定最优路径和传输数据包。
其中，数据包的传输相对较为简单和直接，而路由的确定则更加复杂一些。
路由算法在路由表中写入各种不同的信息，路由器会根据数据包所要到达的目的地选择最佳路径把数据包发送到可以到达该目的地的下一台路由器处。
当下一台路由器接收到该数据包时，也会查看其目标地址，并使用合适的路径继续传送给后面的路由器。
依次类推，直到数据包到达最终目的地。
路由器之间可以进行相互通讯，而且可以通过传送不同类型的信息维护各自的路由表。
路由更新信息主是这样一种信息，一般是由部分或全部路由表组成。
通过分析其它路由器发出的路由更新信息，路由器可以掌握整个网络的拓扑结构。
链路状态广播是另外一种在路由器之间传递的信息，它可以把信息发送方的链路状态及进的通知给其它路由器。
3.三层交换技术一个具有第三层交换功能的设备是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单的把路由器设备的硬件及软件简单地叠加在局域网交换机上。
从硬件上看，第二层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线(速率可高达几十Gbit/s)交换数据的，在第三层交换机中，与路由器有关的第三层路由硬件模块也插接在高速背板/总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的其他模块间高速的交换数据，从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制。
在软件方面，第三层交换机也有重大的举措，它将传统的基于软件的路由器软件进行了界定。
其做法是：对于数据包的转发：如IP/IPX包的转发，这些规律的过程通过硬件得以高速实现。
对于第三层路由软件：如路由信息的更新、路由表维护、路由计算、路由的确定等功能，用优化、高效的软件实现。
假设两个使用IP协议的机器通过第三层交换机进行通信的过程，机器A在开始发送时，已知目的IP地址，但尚不知道在局域网上发送所需要的MAC 地址。
要采用地址解析(ARP)来确定目的MAC地址。
机器A把自己的IP地址与目的IP地址比较，从其软件中配置的子网掩码提取出网络地址来确定目的机器是否与自己在同一子网。
若目的机器B与机器A在同一子网，A广播一个ARP请求，B返回其MAC地址，A得到目的机器B的MAC地址后将这一地址缓存起来，并用此MAC地址封包转发数据，第二层交换模块查找MAC地址表确定将数据包发向目的端口。
若两个机器不在同一子网，如发送机器A要与目的机器C通信，发送机器A要向“缺省网关”发出ARP包，而“缺省网关”的IP地址已经在系统软件中设置。
这个IP地址实际上对应第三层交换机的第三层交换模块。
所以当发送机器A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时，若第三层交换模块在以往的通信过程中已得到目的机器C的MAC地址，则向发送机器A回复C的 MAC地址;否则第三层交换模块根据路由信息向目的机器广播一个ARP请求，目的机器C得到此ARP请示后向第三层交换模块回复其MAC地址，第三层交换模块保存此地址并回复给发送机器A.以后，当再进行A与C之间数据包转发进，将用最终的目的机器的MAC地址封装，数据转发过程全部交给第二层交换处理，信息得以高速交换。
既所谓的一次选路，多次交换。
第三层交换具有以下突出特点：有机的硬件结合使得数据交换加速;优化的路由软件使得路由过程效率提高;除了必要的路由决定过程外，大部分数据转发过程由第二层交换处理;多个子网互连时只是与第三层交换模块的逻辑连接，不象传统的外接路由器那样需增加端口，保护了用户的投资。
4.三种技术的对比可以看出，二层交换机主要用在小型局域网中，机器数量在二、三十台以下，这样的网络环境下，广播包影响不大，二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低廉价格为小型网络用户提供了很完善的解决方案。
在这种小型网络中根本没必要引入路由功能从而增加管理的难度和费用，所以没有必要使用路由器，当然也没有必要使用三层交换机。
三层交换机是为IP设计的，接口类型简单，拥有很强二层包处理能力，所以适用于大型局域网，为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素划他成一个一个的小局域网，也就是一个一个的小网段，这样必然导致不同网段这间存在大量的互访，单纯使用二层交换机没办法实现网间的互访而单纯使用路由器，则由于端口数量有限，路由速度较慢，而限制了网络的规模和访问速度，所以这种环境下，由二层交换技术和路由技术有机结合而成的三层交换机就最为适合。
路由器端口类型多，支持的三层协议多，路由能力强，所以适合于在大型网络之间的互连，虽然不少三层交换机甚至二层交换机都有异质网络的互连端口，但一般大型网络的互连端口不多，互连设备的主要功能不在于在端口之间进行快速交换，而是要选择最佳路径，进行负载分担，链路备份和最重要的与其它网络进行路由信息交换，所有这些都是路由完成的功能。
在这种情况下，自然不可能使用二层交换机，但是否使用三层交换机，则视具体情况而下。
影响的因素主要有网络流量、响应速度要求和投资预算等。
三层交换机的最重要目的是加快大型局域网部的数据交换，揉合进去的路由功能也是为这目的服务的，所以它的路由功能没有同一档次的专业路由器强。
在网络流量很大的情况下，如果三层交换机既做网的交换，又做网间的路由，必然会大大加重了它的负担，影响响应速度。
在网络流量很大，但又要求响应速度很高的情况下由三层交换机做网的交换，由路由器专门负责网间的路由工作，这样可以充分发挥不同设备的优势，是一个很好的配合。
当然，如果受到投资预算的限制，由三层交换机兼做网间互连，也是个不错的选择。
交换机之层数二层交换机二层交换技术的发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己部的一个地址表中。
具体的工作流程如下：1) 当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的;2) 再去读取中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口;3) 如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上;4) 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以记录这一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
从二层交换机的工作原理可以推知以下三点：1) 由于交换机对多数端口的数据进行同时交换，这就要求具有很宽的交换总线带宽，如果二层交换机有N个端口，每个端口的带宽是M,交换机总线带宽超过N×M,那么这交换机就可以实现线速交换;2) 学习端口连接的机器的MAC地址，写入地址表，地址表的大小(一般两种表示方式：一为BEFFER RAM,一为MAC表项数值)，地址表大小影响交换机的接入容量;3) 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC(Application specific Integrated Circuit, 专用集成电路)芯片，因此转发速度可以做到非常快。