《第六章交换机》PPT课件

第七章 交换机
一、交换技术 二、交换机的工作原理 三、交换机的帧转发方式 四、交换机的分类 五、虚拟网络技术 六．交换机应用技术 七、三层交换技术 八、生成树协议
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CTM
电 路 交 换
一、交换技术
PTM
多 快 ATM 帧 分 报
速 速 交中组文
率 电 换继交交
电路
换换
路交
交 换
换 IP交换
各种交换方式按其传送模式的不同分为:
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分组的形成
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分组交换和报文交换比较
报文交换的时延
分组交换的时延
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分组交换的两种方式
虚电路(VC：Virtual Circuit)方式 数据报(DG：Datagram)方式
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数据报
虚电路方式，就是在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求 分组建立端到端之间的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同 一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送，最后通过呼叫清 除分组来拆除虚电路。
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举例
当节点A需要向节点D发送信息时，节点A首先将目的MAC地址指向 节点D的帧发往交换机端口 l。交换机接收该帧，并在检测到其目的 MAC地址后，在交换机的“端口／MAC地址映射表”中查找节点D所 连接的端口号。一旦查到节点D所连接的端口号5，交换机将在端口1与 端口5之间建立连接，将信息转发到端口5。
报文交换（Message Switching ）又称为存储转发交换，与 电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所 接收的报文暂时存储。报文中除了用户要传送的信息以外，还有目 的地址和源地址。
基本的报文交换动作是存储报文、分析报文中的收报人地址 和报文转发。
有多个报文送往同一地点时，要排队按顺序发送。 报文传送中有检错和纠错措施
例：网桥和交换机的端口速率都是 10 MbpS，网桥 有两个端口，网桥的容量仅 10 MbpS，交换机有n个端口， 可以同时有n/2对端口同时转发帧，交换机的容量可以到 达 5n MbPs。
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交换机的工作原理及内部构造 14
2、端口／MAC地址映射表
交换机内部有一个“端口／MAC地址映射表” ， 表中存放着每个端口所连接的计算机网卡的MAC 地址。当交换机从某个端口接收到一个MAC帧时， 从MAC帧中读取目的MAC地址，并在交换机内的 “端口／MAC地址映射表”中进行检索。当检索到 一个匹配的表项时，就将这个MAC帧发送到所匹 配表项指定的端口中。这一点与集线器不同，集线 器会将收到的数据发向集线器的所有端口。所以， 连接到交换机上的计算机，不会因为某两台计算机 传送数据而影响其他计算机之间的通信，多个端口 上连接的计算机可以同时交换信息
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电路交换的特点
要在通信的用户间建立专用的物理连接通路。（固 定分配带宽） 对传送的信息无差错控制措施。 对通信信息不作处理(信令除外)，而是原封不动地 传送，用作低速数据传送时不进行速率、码型的变 换。 用基于呼叫损失制的方法来处理业务流量，过负荷 时呼损率增加，但不影响已建立的呼叫。
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报文交换（Message Switching）
信息进行转发和交换。
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3、地址学习
交换机中的地址映射表是怎样建立和维护的呢？一是交 换机如何知道哪台计算机连接到哪个端口；二是当计算机在 交换机的端口之间移动时，交换机如何维护地址映射表。
பைடு நூலகம்12
二、交换机的工作原理
1、交换机的内部结构 交换机是一个多端口的网桥，每个端口都有桥接功能，
它能够在任意一对端口间转发帧。其内部是依靠专用集 成电路（Application Specific IC，ASIC）连接起来的， ASIC 可以把任意端口的网段与别的端口的网段在数据链 路层上相联。
交换机允许多组端口同时交换帧，相当于多个网桥 同时工作，可以实现帧转发的并行操作。
数据报不需要预先建立逻辑连接，而是按照每个分组头中的 目的地址对各个分组独立进行选路。
虚电路是一种面向连接的方式（OC: Oriented Connection），即在呼叫前要事先建立虚连接；
数据报是一种无连接方式（CL: Connection Less），在呼 叫前不需要事先建立连接，而是边传送信息边寻路。
与此同时，节点E需要向节点B发送信息。于是，交换机的端口6与 端口4也建立一条连接，并将端口6接收到的信息转发至端口4。
这样，交换机在端口1至端口5和端口6至端口4之间建立了两条并 发的连接。节点A和节点E可以同时发送信息，节点D和接入交换机端 口4的以太网可以同时接收信息。根据需要，交换机的各端口之间可以 建立多条并发连接。交换机利用这些并发连接，对通过交换机的数据
公用电信网的电报自动交换是报文交换的典型应用，有的专 用数据网也采用报文交换方式。
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报文交换的原理图
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分组交换（PS：Packet Switching）
分组交换的思想是从报文交换而来的，采用存储转发（ store and forward）方式的分组交换（PS：Packet Switching）与报文交换的不同在于：分组交换将用户 要传送的信息分割为若干个分组（packet），每个分组 中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息 。
电路传送模式（CTM-Circuit Transfer Mode）、
分组传送模式（PTM-Packet Transfer Mode）、
光交换
异步转移模式（ATM-Asynchronous Transfer Mode）。
从通信资源分配的角度来看，交换就是按照某种方式动 态地为传输线路分配资源的一种运作方式，这种动态分 2 配资源的技术即称之为交换技术。
电路交换 (Circuit Switching)
交换节点A
交换节点B
交换节点C
建立
传送 释放
电路交换的基本过程 3
电路交换
以电路连接为目的的交换方式是电路交换方式。 电路交换具有严格的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆 除。 电路交换是固定分配带宽，连接建立后，即使无信息传送也虚 占电路，电路利用率低； 要预先建立连接，有一定的连接建立时延，通路建立后可实时 传送信息，传输时延一般可以不计； 无差错控制措施，对于数据交换的可靠性没有分组交换高； 电路交换适合于电话交换、文件传送、高速传真，不适合突发 (burst)业务和对差错敏感的数据业务。 因此，电路交换具有以下的特点：