交换机的工作原理及其配置
简述交换机的工作原理和具体工作工程
简述交换机的工作原理和具体工作工程交换机（Switch）是计算机网络中常用的一种设备。
它的作用是在网络中传输数据包，将数据包从发送端的设备传输到接收端的设备。
交换机是在数据链路层（OSI模型中的第二层）工作的设备，主要用于局域网（LAN）中构建网络连接。
交换机的工作原理主要是依靠学习表和转发表。
当有数据包到达交换机时，交换机会根据数据包中的目标MAC地址来判断将数据包转发到哪一个端口。
具体工程上交换机是由一些硬件和软件组成，包括交换芯片、CPU、转发表、端口以及操作系统等。
交换机的具体工作过程包括接收数据包、学习MAC地址、构建转发表以及转发数据包。
当数据包到达交换机时，交换机会首先读取数据包中的目标MAC地址。
交换机会检查转发表，如果转发表中已经有了对应的目标MAC地址和端口的映射，则直接将数据包转发到相应的端口。
如果转发表中没有对应的映射信息，交换机会将数据包广播到所有的端口上，并且记录发送这个数据包的端口和MAC地址。
当接收端的设备发回响应时，交换机就会学习到这个MAC地址对应的端口，并且将这个信息记录到转发表中。
这样，交换机会逐渐学习到网络中各个设备的MAC地址和端口的对应关系，并且构建出一个转发表。
当有数据包到达交换机时，交换机会根据转发表中的对应关系来直接将数据包转发到相应的端口。
交换机的硬件包括交换芯片、CPU和端口。
交换芯片是交换机的核心部件，它负责实际的数据包的转发工作。
交换芯片通过查找转发表来确定数据包的转发方向，然后将数据包转发到对应的端口上。
CPU负责管理交换机的软件，包括学习MAC地址、维护转发表以及处理设备的命令和配置。
每一个端口连接着不同的设备，交换机会根据端口来确定数据包的转发方向。
交换机的软件是交换机的操作系统，它负责管理交换机的各个功能。
交换机的操作系统会管理学习表、转发表、ARP表以及VLAN等。
交换机的学习表和转发表是交换机能够实现数据包的转发的关键。
学习表记录了各个设备的MAC地址和对应的端口。
交换机的工作原理和应用
交换机的工作原理和应用一、交换机的基本概念交换机是计算机网络中的重要设备，常用于局域网或广域网中。
它的主要功能是在网络中转发数据包，实现不同设备之间的通信。
交换机通过学习MAC地址，将数据包从一个接口转发到另一个接口，提供高效的数据传输和广播控制。
二、交换机的工作原理1.MAC地址学习与转发：交换机通过监听数据帧，学习每个接口连接的设备的MAC地址，并将这些信息存储在交换表中。
当接收到一个数据帧时，交换机会查询交换表，找到目标MAC地址所对应的接口，并将数据帧转发到该接口上。
2.广播与组播处理：交换机能够根据转发表中的信息，将广播和组播数据帧仅转发到需要的接口上，而不是广播到整个网络中。
这样可以提高网络的效率，并减少网络拥塞。
3.链路聚合：交换机还可以将多个物理链路聚合成一个逻辑链路，提高链路的带宽和可靠性。
当其中一个链路发生故障时，交换机能自动切换到其他链路上，保证数据的连续传输。
4.虚拟局域网(VLAN)的支持：交换机可以根据端口或MAC地址将网络划分为多个虚拟局域网，实现不同虚拟局域网之间的隔离和通信。
这样可以增强网络的安全性和管理灵活性。
三、交换机的应用场景1.局域网接入交换机：局域网接入交换机常用于办公室、学校和家庭等场景，连接多台计算机和其他网络设备。
它可以根据数据帧的目标MAC地址，将数据包传输到目标设备，实现设备之间的通信。
2.交换机与路由器结合：交换机与路由器结合可以构建复杂的企业网络。
交换机负责局域网中的内部通信，路由器则负责连接不同的局域网和广域网，实现不同网络之间的通信。
3.数据中心交换机：数据中心交换机用于连接大量的服务器和存储设备，实现数据中心内的高速数据传输。
它通常支持更高的带宽和更大的转发能力，以满足数据中心对高性能网络的需求。
4.工业交换机：工业交换机用于工业控制系统中，提供可靠的数据传输和网络连接。
它通常具有防尘、防水、防腐蚀等特性，适用于恶劣的工业环境。
四、交换机的发展趋势1.高速转发能力：随着数据量的增加，对交换机的转发能力提出了更高的要求。
交换机的工作原理及其配置PPT课件
显示硬件版本及模块信息
Switch#show version devices
Device Slots Description
---------- ------- -----------------
1
3 S2126G
2
3 S2126G
Switch#sh version slots
Device Slot Ports Max Ports Module
查看MAC地址表记录的生存时间
S2126G#show mac-address-table aging-time
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交换机接口的双工模式
点对点
点对多点
半双工 1.接口只能同时发送或者接收数据 2.接口按照CSMA/CD的工作机制 3.接口点对点连接或点对多点连接 全双工 1.接口能够同时发送接收数据 2.任何时刻发送数据不会产生冲突 3.接口点对点连接
交换机工作原
理
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
F0/2: 0260.8c01.2222
F0/3: 0260.8c01.3333 F0/4: 0260.8c01.4444
F0/1
F0/3
B
0260.8c01.3333
C
0260.8c01.2222
F0/2
F0/4
D
0260.8c01.4444
------- ---- ------ ---------- -------------------------------
1 0 24 24
S2126G_Static_Module
1 10 1
M2131-Stack_Module
交换机的基本原理与配置
第五章交换机的基本原理与配置Frame:帧Packet：包Bit：位以太网：10Mb/s快速以太网：100Mb/s以太网工作在数据链路层（以MAC地址寻址）数据链路层的功能：1）、数据帧的建立、维护与拆除2）、帧包装、帧传输、帧同步3）、帧的差错恢复4）、流量控制以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备Mac地址：6个字节48位：前24位是供应商的标识，后24位是网卡的唯一标号第八位是0-物理地址(单播地址)1-逻辑地址（组播地址）前24位：00-06-1b：IBM公司00-0d-28：CISCO公司﹠前导码：包含八个字节，前七个字节的值为OxAA，而最后一个字节为OxAB，在DIX，中，前导码被认为是物理地址封装的一部分﹠目的地址（DA）包含六个字节，DA标识了帧的目的站点的MAC地址，DA可以是单播地址（单个目的地）、组播地址（组目的地）或广播地址﹠源地址（SA）包含六个字节，SA标识了发送帧站点的MAC地址SA一定是单播地址（即第八位是0）﹠类型：包含两个字节，用来标识上层协议的类型，例如：0800H表示IP地址数据域包含46——1500个字节，数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息，至少包括46个字节，否则会当做碎片帧帧校验序列（FCS）包含四个字节CISCO(思科)：美国的，生产交换机、路由器、防火墙交换机的工作原理：1）、初始状态2）、MAC地址学习3）、广播未知数据帧4）、接收方回应5）、交换机实现单播通信交换机以太网接口双工模式：（1）、单工：两个数据之间只能沿单一方向传输数据（2）、半双工：两个数据之间可以双向数据传输，但不能同时进行（3）、全双工：两个数据之间可双向且同时进行数据传输交换机以太网接口速率：（1）、接口连接时进行协商（2）、协商失败则无法正常通信配置前的连接：（1）、console电缆（2）、物理接口：计算机COM口交换机/路由器：console口（3）、软件连接：超级终端其他软件Secure CRT 软件的配置：（1）、端口选择（2）、选择连接方式（3）、COM口属性进入交换机系统时显示：switch>CISCO交换机的命令行（1）、用户模式：只能查看一些统计信息，权限最低Switch>（2）、特权模式：switch>enableSwitch#(3)、全局配置模式：switch#config terminalswitch#(4)、接口模式：switch（config）#interface fastethernet 0/1switch(config-if)#命令含义：Interface：关键字Fastethernet：接口类型“0”：模块号“1”：接口号特权模式退回用户模式：disiableTAB键：补齐命令进入全局配置模式：configure terminal或conf t进入0/1接口：interface fastethernet 0/1或int f0/1模式间转换：switch >enSwitch#conf tSwitch(config)#int f0/1Switch(config-if)#任何情况下只要按CTRL+Z（或end）回到特权模式Switch（config-if）#exitSwitch（config）#exitSwitch#disableSwitch>CTRL+A:光标移动到命令行的开始位置CTRL+E:光标移动到命令行的结束位置显示系统IOS名称以及版本信息：show version查看MAC地址表：show mac-adress-table[dynamic]Ports：对应交换机的端口号指定接口的双工模式：switch（config-if）#duplex {full/half/auto}指定接口号通信速率：switch（config-if）#speed {10/100/1000/auto}查看以太网接口的双工模式和通信速率：switch interface fastethernet 0/24 有意者请点击。
交换机及配置方法
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
后就能进入到管理界面
第三十页，编辑于星期六：十五点 三十一分。
2、 交换机配置的三种用户工作模式
（1）、普通用户模式：开机直接进入普通用户模式， 在该模式下我们只能查询交换机的一些基础信息， 如版本号（show version）
普通用户模式的提示符：交换机名>
（2）、特权用户模式：在普通用户模式下输入enable
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 址为节点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。
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
使用带内管理模式,交换机必须事先有管理IP；
第二十五页，编辑于星期六：十五点 三十一分。
带外管理
Console口及配置线缆
Console口 (RJ45)
26
DB9-DB9线缆
Console口 (DB9)
DB9-RJ45线缆 第二十六页，编辑于星期六：十五点 三十一分。
27
带外管理交换机操作
▪连线
口3转发。
假设站点A需要向站点C发送数据，交换机同样在端口1接收该数
据。通过搜索地址映射表，交换机发现站点C与端口1相连，与单地将数据抛
交换机基本配置的实验原理
交换机基本配置的实验原理
交换机基本配置的实验原理是通过设置和调整交换机的各种参数和功能，使其能够按照预定规则进行数据转发和处理。
在实验中，首先需要了解交换机的基本工作原理。
交换机是一个网络设备，用于连接并转发网络数据包。
它可以通过学习和维护一个转发表来决定将数据包转发到哪个接口，从而实现数据的高效传输。
在进行基本配置的实验中，主要涉及以下几个方面的内容：
1. 硬件连接：将交换机与其他网络设备（如计算机、服务器等）连接起来，确保物理链路的正确连接。
2. IP地址设置：为交换机的管理接口分配一个合适的IP地址，以便进行远程管理和配置操作。
3. VLAN配置：划分虚拟局域网（VLAN），将不同的端口或设备划分到不同的VLAN中，实现隔离和安全控制。
4. STP配置：配置生成树协议（Spanning Tree Protocol），避免网络中的环路出现，提高网络的可靠性和容错能力。
5. 速率限制和流量控制：根据实际需求，设置端口的速率限制和流量控制策略，控制网络流量的传输速率和优先级。
6. 安全认证与访问控制：配置交换机的安全认证功能，限制非法访问和未经授权的设备接入。
7. 网络监控与故障排除：配置交换机的网络监控功能，实时监测网络状态和性能，并进行故障排除和问题定位。
通过实验原理的了解和实践操作，可以掌握交换机基本配置的方
法与技巧，进一步提升网络管理与维护的能力。
交换机的工作原理及vlan的配置
实验一：交换机的工作原理及vlan的配置一、实验目的1. 掌握以太网交换机的工作原理；2. 掌握以太网内pc机的通信原理；3. 掌握二层vlan技术；4. 掌握vlan技术的配置；二、实验要求举例说明：该部分是作业项目的实际需求；某公司因为业务需求，要分成两个部门，技术部、财务部；要求平时这两个部门的电脑不能通信，但是他们同属于同一个公司，要求使用统一使用192.168.1.0/24这个地址段的地址。
要求：合理的规划网络；划分vlan，满足客户需求；三、实验内容及步骤1 网络拓扑（例如下图所示）2 方法和步骤1 创建如上的Vlan后分别开启Sw1，Sw2设备。
双击sw1后打开选择Telnet.为其配置地址：127.0.0.1，端口号2101.再选择连接。
进入sw1界面后再选择断开—确定。
再选择会话选项，沟选全部显示字符再确定后重新连接就好了。
而sw2的步骤同上，只是这里的端口号改为2101.2．在sw1下创建vlan.同上sw2的代码如下：3. 设置IP。
双击主机1，进入DOS命令下：输入4测试：4的代码如下：测试表明4与2是通的，其他不通1的代码如下：测试表明1与3通，其他不通2与4相通，其他不通，代码如下：Pc1 ping Pc2不通；Pc1 ping Pc3 通；（做相应的截图）四、实验心得及体会1、通过本次实验从实际了解了VLAN 的含义对连接到的第二层交换机端口的网络用户的逻辑分段，不受网络用户的物理位置限制而根据用户需求进行网络分段及作用可以在一个交换机或者跨交换机实现，通过实验以及对代码的记忆了解，对VLAN的隔离作用得到了充分的了解。
2． 原本对于VLAN的了解不是很深刻，通过老师、同学的帮助及自己的努力获得了这份收获，让我对这门课程有了信心，在实验过程中产生了极大的兴趣。
3.通过本次的实验使知识得到了巩固加强，对于上课时的细节有了更深刻的印象。
集线器交换机基本工作原理及配置课件
交换机的安全配置
访问控制列表（ACL）
01
通过ACL实现对数据包的过滤和限制访问。
端口安全
02
包括对MAC地址的绑定和限制接入设备的数量等操作。
交换机日志管理
03
包括日志的记录、查看和备份等操作。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
集线器与交换机的故障 排除
集线器与交换机常见故障分析
交换机的启动过程
从加电启动到完成硬件自检和系统加载的整个过 程。
3
交换机硬件故障排查
针对硬件故障的常见表现和排查方法进行介绍。
交换机的网络配置
VLAN配置
包括VLAN的创建、删除和 修改等操作。
IP配置
包括IP地址的分配、子网掩 码和默认网关的设置等操作 。
路由配置
包括静态路由和动态路由的 配置方法。
集线器通常需要配置IP地址，以便在网络中进行 通信。
子网掩码
集线器需要配置子网掩码，以便确定哪些设备在 同一个网络中。
默认网关
集线器需要配置默认网关，以便将数据包转发到 其他网络。
集线器的安全配置
VLAN配置
通过将不同的端口分配到不同的VLAN，可以控制不同端口之间 的通信，从而提高安全性。
访问控制列表
SUMMAR Y
01
集线器与交换机的概述
集线器与交换机的定义
集线器（Hub）
集线器是一种网络设备，用于将多个网络节点连接到一个共享的通信通道上， 实现数据的传输和共享。
交换机（Switch）
交换机是一种网络设备，用于连接多个网络节点，并能够实现节点之间的点对 点通信，避免了数据的冲突和碰撞。
简述交换机的工作原理和具体工作工程
简述交换机的工作原理和具体工作工程一、交换机的工作原理交换机是一种用来在计算机网络中传送数据的设备，它可以理解为一个多端口的集线器，它可以根据目标地址的不同将数据包发往合适的目标端口。
交换机的工作原理主要包括学习、过滤和转发三个步骤。
1.学习交换机在接收到数据包时，会解析数据包中的目标MAC地址，并将这个MAC地址与接收端口的关联关系存储在交换表中。
这样，当下次有数据包到来时，交换机就不需要广播所有端口，而是只将数据包发往目标端口。
2.过滤当交换机接收到数据包时，会先查看目标MAC地址是否在交换表中，如果在，就将数据包发往对应的端口，如果不在，就将数据包广播到所有端口。
3.转发交换机会根据交换表中的信息，将数据包直接发送到目标端口，这样就大大提高了数据包的传输效率。
二、交换机的具体工作工程1.确定网络拓扑结构在安装交换机之前，首先需要确定网络的拓扑结构，包括各个设备之间的连接方式、设备的数量和位置等。
这对于交换机的布置和配置有着重要的指导作用。
2.选择合适的交换机根据网络的规模和需要，选择合适的交换机。
一般来说，小型局域网可以选择普通交换机，而大型企业或数据中心可能需要选择高性能、可扩展的企业级交换机。
3.连接设备将各个网络设备（如计算机、服务器、打印机等）通过网线连接到交换机的各个端口上。
这样就可以实现设备之间的数据传输。
4.配置交换机在连接设备之后，需要对交换机进行一系列的配置，包括网络地址、VLAN划分、流量控制、安全设置等。
这些配置可以根据实际需要进行调整，以满足网络的要求。
5.测试交换机在完成配置之后，需要对交换机进行测试，包括网络连通性、数据传输速率、安全性等方面。
通过测试可以确保交换机的正常工作。
6.监控和维护一旦交换机正常工作，还需要对其进行监控和维护，包括查看交换机的运行状态、处理异常情况、及时更新软件等。
以上就是关于交换机的工作原理和具体工作工程的详细介绍。
交换机在计算机网络中扮演着非常重要的角色，它能够提高数据传输效率、增强网络安全性，是现代网络中不可或缺的设备。
交换机原理及VLAN配置实战指南
交换机原理及VLAN配置实战指南交换机是计算机网络中的重要设备，主要用于实现局域网内不同设备间的通信。
本文将介绍交换机的原理和VLAN（虚拟局域网）的配置实战指南。
一、交换机原理交换机是一种数据链路层设备，用于在局域网内实现设备之间的数据传输。
它可以通过学习和转发数据帧的方式，将数据从一个端口转发到目标设备的端口，提高数据传输的效率和安全性。
交换机的工作原理大致如下：1. MAC地址学习：交换机通过监听网络上的数据帧，学习每个设备的MAC地址，并将其与相应的端口关联。
2. 转发表维护：交换机根据收到的数据帧中的目标MAC地址，查询转发表，确定数据帧应该被发送到哪个端口。
3. 数据帧转发：交换机将收到的数据帧转发到目标端口，实现设备之间的直接通信。
4. 广播和多播处理：交换机能够处理广播和多播帧，使其只在必要的端口转发，而不是在全局范围内广播。
二、VLAN的配置实战指南VLAN是一种将局域网划分为逻辑上的独立网络的技术。
通过VLAN的划分，可以将不同的设备隔离开来，提高网络的安全性和性能，并实现更灵活的网络管理。
以下是VLAN的配置实战指南：1. 划分VLAN：首先，需要根据网络需求划分VLAN。
可以按照不同的部门、功能或安全级别来划分，确保每个VLAN内的设备具有相同的网络特性。
2. 配置交换机端口：将交换机的端口与相应的VLAN进行关联。
可以根据需要将一个端口划分到一个或多个VLAN中。
3. VLAN间的通信：默认情况下，不同VLAN内的设备无法直接通信。
如果需要不同VLAN间的通信，可以配置交换机的VLAN接口或三层交换机的路由功能。
4. VLAN的扩展：如果网络需要扩大或修改VLAN的配置，可以进行适当的调整。
在调整过程中，需要确保网络中的设备不会造成通信中断或数据丢失。
5. 安全策略：VLAN的划分可以增加网络的安全性。
可以通过配置访问控制列表（ACL）或启用端口安全等功能，限制不同VLAN间的访问和数据流动。
三层交换机的配置工作原理
三层交换机的配置工作原理
三层交换机是一种具有部分路由器功能的交换机，能够在OSI网络模型的第三层上进行操作。
其配置工作原理主要包括以下几个方面：
1. VLAN配置：通过创建VLAN并为其分配IP地址，可以实现不同VLAN
之间的通信。
配置步骤包括进入系统视图、创建VLAN、将端口分配给VLAN等。
2. IP地址配置：为VLAN配置IP地址，以便在三层交换机上启用路由功能。
配置步骤包括进入VLAN接口视图、配置IP地址等。
3. 路由配置：通过静态路由或动态路由协议（如OSPF、EIGRP等）配置路由信息，以实现三层交换机与其他网络设备的通信。
配置步骤包括进入系统视图、创建静态路由或配置动态路由协议等。
4. 交换机安全配置：通过配置访问控制列表（ACL）、端口安全等安全策略，可以保护三层交换机免受攻击和非法访问。
配置步骤包括进入系统视图、创建ACL或配置端口安全等。
5. 流量控制和优化：通过配置流量控制和优化策略，可以提高三层交换机的性能和可靠性。
配置步骤包括进入系统视图、配置流量控制和优化策略等。
总的来说，三层交换机的配置工作原理是通过一系列的配置步骤来实现其路由、交换和安全功能的。
这些配置步骤可以根据实际需求进行选择和调整，以满足不同的网络需求。
交换机的工作原理及其配置全解
交换机的工作原理及其配置全解交换机是一种计算机网络设备，用于连接多个网络设备，例如计算机、服务器和打印机等。
它的主要功能是根据目的MAC地址在不同设备之间转发数据包。
工作原理：交换机内部有一张MAC地址表，该表记录着连入交换机的设备的MAC地址和对应的端口号。
当一个数据包到达交换机时，它会读取数据包中的目的MAC地址，并在MAC地址表中查找该地址对应的端口。
如果交换机在表中找到了目的MAC地址，则会将数据包直接发送到对应的端口，从而实现局域网内设备之间的直接通信。
如果交换机在表中找不到目的MAC地址，则会将数据包广播到所有端口，以便寻找到对应的设备。
当设备收到广播数据包时，它会将自己的MAC地址和端口信息发送给交换机，交换机会将这个信息添加到MAC地址表中，并将数据包转发给该端口。
配置全解：一、连接交换机1.将交换机与其他设备（例如计算机、服务器和打印机）通过以太网电缆连接。
确保电缆的一端插入交换机的端口，另一端插入设备的网络接口。
2.进入交换机的管理界面。
二、配置交换机的基本设置1.设置管理IP地址。
在管理界面中找到IP地址设置选项，通常可以设置IP地址、子网掩码和网关。
确保IP地址与局域网内其他设备的IP地址在同一个子网中。
2.配置主机名。
在基本设置中找到主机名设置选项，为交换机设置一个唯一的名称，用于标识设备。
3.确定VLAN。
如果有需要，可以在VLAN设置选项中创建和配置虚拟局域网（VLAN）。
三、配置交换机的端口设置2.配置VLAN成员。
在端口设置中可以将端口分配给特定的VLAN成员，以实现不同VLAN之间的隔离和通信。
四、配置交换机的安全设置1.启用端口安全。
可以在安全设置中启用端口安全功能，通过限制每个端口上允许的MAC地址数量，以增强网络的安全性。
2.配置访问控制列表（ACL）。
在安全设置中可以创建和配置ACL，以限制特定设备或特定类型的流量进入或离开交换机。
五、配置交换机的网络管理1.配置SNMP（简单网络管理协议）。
交换机工作原理及配置全解
交换机工作原理及配置全解交换机是计算机网络中常见的一种网络设备，其作用是在局域网内的设备之间进行数据交换和转发。
而交换机的工作原理即为实现这一功能的具体过程，下面将详细介绍交换机的工作原理及配置。
一、交换机的工作原理1.物理层连接：交换机通过其多个端口与计算机等网络设备进行物理连接，这些端口用于接收和发送数据。
2.数据帧：当一个数据包从交换机的一些端口进入时，交换机会将数据包封装成帧，即添加首部和尾部信息，形成数据帧。
3.MAC地址：数据帧中包含源MAC地址和目标MAC地址，MAC地址是每个设备的唯一识别码。
交换机通过查找数据帧中的目标MAC地址来确定将数据帧转发给哪一个端口。
4.MAC地址表：交换机内部有一个MAC地址表，用于存储设备的MAC地址和相应的端口号。
当交换机接收到一个数据帧时，它会查找该数据帧中的源MAC地址，并将其与相应的端口号添加到MAC地址表中。
5.转发数据帧：当交换机收到一个数据帧后，它会查找数据帧中的目标MAC地址，并在MAC地址表中查找相应的端口号。
如果找到了目标MAC地址，则将数据帧只转发到对应的端口上；如果没有找到，则将数据帧广播到所有端口上（除了源端口）。
6.学习功能：当交换机在数据帧中找不到目标MAC地址时，它会记录下该数据帧的源MAC地址和源端口号，并将其添加到MAC地址表中。
这样，以后如果再有数据包的目标地址是该源地址，交换机就可以直接将数据帧转发到对应的端口上，而不需要广播。
7.碰撞域：交换机工作在数据链路层，它能够隔离碰撞域。
当数据帧进入交换机后，交换机会根据其目标MAC地址直接将数据帧转发到对应的端口上，而不是广播到整个网络。
因此，交换机可以减少网络中的数据碰撞，提高网络性能。
二、交换机的配置1.登录交换机：通过终端软件（如PuTTY）连接计算机和交换机。
输入交换机的IP地址和用户名、密码进行登录。
2. 配置管理IP：在登录后的命令行界面中，通过命令配置交换机的管理IP地址，例如：“interface vlan 1”、“ip address192.168.1.1 255.255.255.0”。
交换机的工作原理
交换机的工作原理1、的交换机拥有许多,每个端口有自己的专用,并且可以连接不同的;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的连接,一般拥有一个或几个高速端口,如100MB以太网端口、FDDI端口或155MB ATM端口,从而保证整个网络的;2、的通过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;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,能保护用户以前在方面的投资,并提供良好的,因此交换机不但是的理想替代物,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,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,一般的都是有一个或几个服务器,而绝大部分都是普通的;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的;交换机就主要从提高连接服务器的端口的以及相应的帧缓冲区的,来提高整个网络的性能,从而满足用户的要求;一些高档的交换机还采用进一步提高端口的带宽;以前的都是采用半双工的工作方式,即当一台发送的时候, 它就不能接收数据包,当接收数据包的时候,就不能发送数据包;由于采用全双工技术,即主机在发送数据包的同时,还可以接收数据包,普通的10M端口就可以变成20M端口,普通的100M 端口就可以变成200M 端口,这样就进一步提高了信息吞吐量;3、交换机的工作原理的交换机上是具有流量控制能力的网桥,即传统的二层交换机;把引入交换机,可以完成,故称为,这是交换机的新进展;交换机二层交换的工作原理交换机和网桥一样,是工作在的联网设备,它的各个端口都具有,每个端口可以连接一个LAN 或一台或服务器,能够通过自学习来了解每个端口的设备连接情况;所有端口由专用处理器进行控制,并经过控制管理总线转发信息;同时可以用专门的进行集中管理; 除此之外,交换机为了提高数据交换的速度和,一般支持多种方式;1存储转发：所有网桥都使用这种方法;它们在将发柱之前,要把收到的帧完全存储在的中,对其检验后再发往其他端口,这样其延时等于接收一个完整的数据帧的时间及处理时间的总和;如果很长时,会导致严重的性能问题,但这种方法可以过滤掉错误的数据帧;2切入法：这种方法只检验数据帧的地址,这使得数据帧几乎马上就可以传出去,从而大大降低延时;其缺点是：错误帧也会被传出去;错误帧的概率较小的情况下,可以采用切入法以提高;而错误帧的概率较大的情况下,可以采用存储转发法／以减少错误帧的重传;4、交换机的配置我们下面以Cisco公司的Catlystl900交换机为例,介绍交换机的一般配置;对一台新的Catlystl900交换机,使用它的缺省配置就可以工作了;这因为它是一种将装在FlashMemory中的硬件设备,当加电时,它首先要进行一系列自检,对所有端口进行测试之后,交换机就处于;这时它的交换表是空的,它可以通过自学习来了解各个端口的设备连接情况,并将设备的 MAC地址记录在交换表中,当有信息交换时,交换机就根据交换表来进行数据转发;但为了便于对它进行网络管理,Catlystl900交换机自己有一个MAC地址,这样就可以为它分配一个和屏蔽码;须通过交换机的串口接一台或仿真终端,才能为它指定一个IP地址,其缺省值是0．0．0．0;指定IP地址以后,网络管理员就可以通过网络进行了;Catlystl900交换机的配置是菜单,缺省配置下,它的所有端口都属于同一个VLAN,很多情况下都不需要作什么修改;1将微机串口通过RS一232与Cata1yst1900的Console口连接,运行仿真终端软件,Catalyst 1900 启动后;2回车后,进入主菜单;3按“S”键,进入系统配置菜单：配置系统名,位置,日期;4在主菜单中按“N”键进入网络管理菜单;5配置IP地置;6配置SNMP参数;5、交换机的交换机是设备,它可将多个LAN网段连接到一个大型网络上,与网络类似交换机传输和溢出也是基于MAC地址的传输;由于交换机是用实现的,因此,传输速度很快;传输数据包时,交换机要么使用存储---转发交换,要么使用断---通交换方式;目前有许多的交换机,其中包括,LAN交换机和不同类型的WAN交换机;ATM交换机ATMAsynchronous Transfer Mode交换机为工作组,中枢以及其它众多领域提供了高速交换信息和可伸缩带宽的能力;ATM交换机支持,视频和数据应用,并可用来交换固定的信息单位有时也称元素;企业网络是通过ATM中枢连接多个LAN组成的;局域网交换机LAN交换机用于多LAN网段的相互连接,它在网络设备之间进行专用的无冲突的通信,同时支持多个的对话;LAN交换机主要是用于高速交换数据帧;通过LAN交换机将一个0Mbps以太网与一个100Mbps 以太网互联;交换机原理Ethernet是的意思,历史上使用的是十兆标准,现代基本上是百兆到桌面,千兆做干线;对数据业务量大的多采用千兆到桌面,万兆做干线;交换机和对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域;的一个接口下的网络是一个广播域;所以路由器可以隔离广播域;原理应用交换机是根据网桥的原理发展起来的,学习交换机先认识两个概念:冲突域是数据必然发送到的区域;HUB是无智能的信号,有入必出,整个由HUB组成的网络是一个冲突域;交换机的一个接口下的网络是一个冲突域,所以交换机可以隔离冲突域;广播域广播数据时可以发送到的区域是一个;交换机和对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域;的一个接口下的网络是一个广播域;所以路由器可以隔离广播域;以太网识别标准常见的标准有:10BASE-2 细缆以太网10BASE-5 粗缆以太网10BASE-T星型以太网100BASE-T 快速以太网接线标准星型以太网采用双绞线连接,双绞线是8芯,分四组,两芯一组绞在一起,故称双绞线;8芯双绞线只用其中4芯:1、2、3、6;常见接线方式有两种:568B接线规范: 白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕1 2 3 4 5 6 7 8568A接线规范: 白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕3 6 145 2 7 8将568B的1和3对调,2和6对调,就得到568A;接线方法两边采用相同的接线方式叫做平接,两边采用不同的接线方式叫扭接;不同的设备之间连接,使用平接线;相同的设备连接使用扭接线;电脑、与、交换机连接时使用平接线;这是因为网线中的4条线,一对是输入,一对是输出,输入应该与输出对应;如果将1和3连接,2和6连接,相当于自己的输出送给自己的输入;这样可以使网卡,阻止空接口关闭,而影响有些程序的运行;工作原理地址表表记录了端口下包含的MAC地址;端口地址表是交换机上电后自动建立的,保存在RAM中,并且自动维护;交换机隔离的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的;转发决策交换机的转发决策有三种操作:丢弃、转发和扩散;丢弃:当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃;转发:当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发;扩散:当某端口下的访问未知端口下的主机时要扩散;每个操作都要记录下发包端的MAC地址,以备其它主机的访问;生存期生存期是端口地址列表中表项的寿命;每个表项在建立后开始进行倒记时,每次发送数据都要刷新记时;对于长期不发送数据的主机,其MAC地址的表项在生存期结束时删除;所以端口地址表记录的总是最活跃的主机的MAC地址;4应该说交换机有很多值得学习的地方,这里我们主要介绍交换机结构及组网方式,21世纪10年代以来网络应用越来越广泛,交换机作为网络中的纽带发挥了越来越大的作用;简单的说,交换机就是将它与用户计算机相连就行了,完成各个计算机之间的数据交换;复杂来说,交换机针对在整个网络中的位置而言,一些高层交换机如、网管型的产品,在交换机结构方面就没这么简单了;三层交换机通常,普通的交换机只工作在上,则工作在网络层;而功能强大的可同时工作在数据链路层和网络层,并根据 MAC地址或IP地址转发;但是要注意到三层交换机并不能完全取代路由器,因为它主要是为了实现处于两个不同的Vlan进行通讯,而不是用来作数据传输的复杂路径选择;网管功能一台交换机所支持的管理程度反映了该设备的可管理性与可操作性;带网管功能的交换机可对每个端口的流量进行监测,设置每个端口的速率,关闭/打开端口连接;通过对交换机端口进行监测,便于对网络业务流量的区分和迅速进行定义,提高了网络的可管理性;端口聚合这是一种封装技术,它是一条点到点的链路,链路的两端可以都是交换机,也可以是交换机和,还可以是和交换机或路由器;基于Trunk功能,允许交换机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同时传输以提供更高带宽、更大吞吐量, 大幅度提供整个网络能力;结构级联方式这是最常用的一种组网方式,它通过交换机上的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,导致网络性能严重下降;聚合方式前面我们已接触到的特点,此种方式相当于用多个端口同时进行级联,它提供了更高的互联带宽和线路冗余,使网络具有一定的可靠性;堆叠方式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;最后还要注意同一叠堆中的交换机必须是同一品牌;分层方式这种方式一般应用于比较复杂的交换机结构中,按照功能可划分为:、、核心层;后记作为网络的重要连接设备,交换机在实际使用中相当频繁;对于一般家庭用户而言,比较复杂的应用就是交换机的级联结构了;而三层路由、堆叠等高级应用一般在企业中应用较多;协议术语1网桥协议:BPDUBridge Protocol Data UnitBPDU是交换机间通讯的数据单元,用于确定角色;2网桥号:Bridge ID交换机的标识号,它由优先级和MAC地址组成,优先级16位,MAC地址48位;3根网桥:Root bridge根网桥定义为网桥号最小的交换机,根网桥所有的端口都不会阻塞;4根端口:Root port非根网桥到根网桥累计路径花费最小的端口,负责本网桥与根网桥通讯的接口;5指定网桥:Designated bridge网络中到根网桥累计路径花费最小交换机,负责收发本数据;6指定端口:Designated port网络中到根网桥累计路径花费最小的交换机端口,根网桥每个端口都是指定端口;7非指定端口:NonDesignated port余下的端口是非指定端口,它们不参与数据的转发,也就是被阻塞的端口;根端口是从非根网桥选出,指定端口是网段中选出;的状态:生成树协议工作时,所有端口都要经过一个端口状态的建立过程;生成树协议通过BPDU广播,确定各交换机及其端口的工作状态和角色,交换机上的端口状态分别为:关闭、阻塞、侦听、学习和转发状态;1关闭状态:Disabled 不收发任何报文,当接口或人为关闭时处于关闭状态;2阻塞状态:Blocking 在机器刚启动时,端口是阻塞状态20秒,但接收BPDU信息;3侦听状态:listening 不接收用户数据15秒,收发BPDU,确定网桥及接口角色;4学习状态:learning 不接收用户数据15秒,收发BPDU,进行地址学习;5转发状态:Forwarding 开始收发用户数据,继续收发BPDU和地址学习,维护STP;网络环路是总线或星型结构,不能构成环路,否则会产两个严重后果:1产生,造成网络堵塞;2克隆帧会在各个口出现,造成地址学习记录帧源地址混乱;解决环路问题方案:1网络在设计时,人为的避免产生环路;2使用生成树STPSpanning Tree Protocol功能,将有环的网络剪成无环网络;STP被IEEE802规范为802.1d标准;VLANVirtual Lan是虚拟,交换机通过VLAN设置,可以划分为多个逻辑网络,从而隔离;具有三层模块的交换机可以实现VLAN间的路由;1端口模式交换机端口有两种模式,access和;access口用于与计算机相连,而交换机之间的连接,应该是trunk;交换机端口默认VLAN是VLAN1,工作在access模式;Access口收发数据时,不含VLAN标识;具有相同VLAN号的端口在同一个广播域中;Trunk口收发数据时,包含VLAN标识;Trunk又称为干线,可以设置允许多个VLAN 通过;2VLAN中继协议:VLAN中继协议有两种:ISLInter-Switch Link: ISL是Cisco专用的VLAN中继协议;dot1q:802.1q是标准化的,应用较为普遍;3VTPVTPVlan Trunking Protocol是VLAN,在含有多个交换机的网络中,可以将中心交换机的VLAN信息发送到下级的交换机中;中心交换机设置为VTP Server,下级交换机设置为VTP Client;VTP Client要能学习到VTP Server的VLAN信息,要求在同一个VTP域,并要口令相同;4VLAN共享如果要求某个VLAN与其他VLAN访问,可以设置VLAN共享或主附VLAN;共享模式的VLAN端口,可以成为多个VLAN的成员或同时属于多个VLAN;在主附VLAN结构中,子VLAN与主VLAN可以相互访问,子VLAN间的端口不能互相访问;一般的VLAN间使用不同;主附VLAN中主VLAN和子VLAN使用同一个网络地址;口令恢复交换机的口令恢复的操作是先启动,在交换机上电时按住的mode键.几秒后松手,进入ROM状态,将nvram中的配置文件config.txt改名或删除,再重启;参考命令为:switch:rename flash:config.text flash:config.bakswitch:erase flash:config.text的口令恢复操作先启动超级终端,在路由器上电时按计算机的Ctrl+Break键,进入ROM监控状态rommon>,用配置寄存器命令confreg设置参数值0x2142,跳过配置文件设置口令后再还原为0x2102;参考命令为:rommon>confreg 0x2142routerconfigconfig-register 0x2102没有特权口令无法进入特权状态,只能进入ROM监控状态,使用confreg 0x2142命令;当口令修改完后,可以在特权模式下恢复为使用配置文件状态;三层概念链路层使用MAC地址,完成对帧的操作;交换机的IP地址做管理用,交换机的IP地址实际是VLAN的IP;一个VLAN一个,不同VLAN的主机间访问,相当于网络间的访问,要通过路由实现;不同VLAN间主机的访问有以下几种情况:1两个VLAN分别的两个物理接口;这是的基本应用;2两个VLAN通过接入路由器的一个物理接口,这是应用于的;3使用具有三层交换模块的交换机;Cisco的3550和华为的3526都是基本的;1通过VLAN的IP地址做,实现,要求设置VLAN的IP地址;2将端口设置在三层工作,要求端口设置no switchport,再设置端口的IP地址;通道技术交换机通道技术是将交换机的几个端口捆绑使用,即端口的聚合;使用通道技术一个方面提高了带宽,同时提高了线路的可靠性;但是如果设置不当,有可能产生环路,造成堵塞网络;要聚合的端口要划分到指定的VLAN或;配置三层通道时,先要进入通道,再用no switchport命令关闭二层,设置通道IP 地址;一个通道一般小于8个接口,接口参数应该一致,如工作模式、封装的协议、端口类型;协商方式端口的聚合有两种方式,一种是手动的方式,一个是自动协商的方式;手动的方式很简单,设置端口成员链路两端的模式为"on";命令格式为:channel-group <number> mode on自动方式有两种类型:PAgPPort Aggregation Protocol和LACPLink aggregation Control Protocol;PAgP:Cisco设备的协议,有auto和desirable两种模式;auto模式在协商中只收不发,desirable模式的端口收发协商的;LACP:标准的端口聚合协议802.3ad,有active和passive两种模式;active相当于PAgP的auto,而passive相当于PAgP的desirable;负载平衡通道端口间的负载平衡有两种方式,基于源MAC的转发和基于目的MAC的转发;scr-mac:源MAC地址相同的使用同一个;dst-mac:目的MAC地址相同的数据帧使用同一个端口转发;四层技术随着宽带的普及,各种网络应用的深入,我们的局域网络正在承担着繁重的业务流量;网络系统中的音频、视频、数据等信息的传输量充斥着占用带宽,我们不得不为这些数据流量提供差别化的服务,让时延敏感性的和重要的数据优先通过,这就不得不考虑,以满足基于策略调度、QoSQuality of Service:服务质量以及安全服务的需求;区别第二层交换实现局域网内主机间的快速信息交流,第可以说是交换技术与的完美结合,而第四层交换技术则可以为网络应用资源提供最优分配,实现应用服务服务质量、及安全控制;四层交换并不是要取代谁,其实2013年径渭分明的二层交换和三层交换已融入四层交换技术;,是根据第二层的MAC地址和来完成端到端的数据交换的;第二层交换机只须识别中的MAC地址,而直接根据MAC地址转发,非常便于采用ASIC专用芯片实现;第二层交换的解决方案,是一个"处处交换"的方案,虽然该方案也能划分、限制广播、建立VLAN,但它的控制能力较小、灵活性不够,也无法控制流量,缺乏路由功能;,是根据第三层的网络层IP地址来完成端到端的数据交换的,主要应用于不同VLAN子网间的路由;当某一信息源的第一个进行第路由后,交换机会产生一个MAC地址与IP地址的映射表,并将该表存储起来,如同一信息源的后续数据流再次进入交换机,交换机将根据第一次产生并保存的表,直接从第二层由源地址传输到目的地址,不再经过第三路由系统处理,提高了的转发效率,解决了VLAN间传输信息时传统产生的速率瓶颈;不仅可以完成端到端交换,还能根据端口的应用特点,确定或限制它的交换流量;简单地说,第四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的,是一类基于应用层的用户应用交换需求的新型;第四层交换机支持TCP/UDP第四层以下的所有协议,可根据TCP/UDP来区分数据包的应用类型,从而实现应用层的和服务质量保证;可以查看第三层数据包头源地址和目的地址的内容,可以通过基于观察到的信息采取相应的动作,实现带宽分配、故障诊断和对TCP/IP应用程序进行访问控制的关键功能;通过任务分配和优化网络,并提供详细的流量统计信息和记帐信息,从而在应用的层级上解决、网络安全和网络管理等问题,使网络具有智能和可管理;技术简介OSI网络参考模型的第四层是传输层;传输层负责,即在网络源和目标系统之间协调通信;在IP协议栈中这是TCP传输控制协议和UDP所在的协议层;TCP和UDP包含,它可以唯一区分每个包含哪些应用协议例如HTTP、FTP、telnet等等;TCP/UDP 端口号提供的附加信息可以为所利用,四层交换机利用这种信息来区分包中的数据,这是第四层交换的基础功能介绍1.数据包过滤:在传统上,采用第四层信息端口号去定义过滤规则;四层交换也借用了控制列表的概念,但和基于软件的路由器不一样,第四层交换是在ASIC专用高速芯片中实现的,从而使过滤控制可以线速进行;2.服务质量:TCP/UDP第四层信息还可以用于建立应用通信的优先级;允许用基于应用来区分优先级,设置,确保重要的流量如:VOIP、视频在得到最快的处理,使紧急应用获得网络的高级别服务;3.:第四层交换负载均衡的原理,就是按照IP地址和TCP端口进行虚拟连接的交换,直接将发送到目的计算机的相应端口中;具备第四层交换能力的交换机,能作为一个硬件,完成服务器的负载均衡;由于第四层交换基于硬件芯片,因此性能非常优秀,尤其是对于网络传输的速度,交换的速度远远超过普通的数据包转发;采用设备,所有的集群通过第四层交换机与外部Internet相连,外部客户防问服务器时通过第四层交换机动态分配服务器,实现动态,当其中一台服务器出现故障时,由交换机动态将所有流量分配到集群中的其他主机上,这类只适合在大型流量大的服务器;4.主机备用连接:主机备用连接为端口设备提供了冗余连接,从而在交换机发生故障时有效保护系统,这种服务允许定义主备交换机,同定义一样,它们有相同的配置参数;由于共享相同的MAC地址,备份交换机接收和主单元全部一样的数据;这使得备份交换机能够监视主交换机服务的通信内容;主交换机持续地通知备份交换机第四层的有关数据、MAC数据以及它的电源状况;主交换机失败时,备份交换机就会自动接管,不会中断对话或连接;5.统计与报告:通过查询第四层,第四层交换机能够提供更详细的统计记录;因为管理员可以收集到更详细的哪一个IP地址在进行通信的信息,甚至可根据通信中涉及到哪一个应用层服务来收集通信信息;当服务器支持多个服务时,这些统计对于考察服务器上每个应用的负载尤其有效;增加的统计服务对于使用交换机的服务器服务连接同样十分有用;包含详尽的实时报告和历史纪录报告,全面的报告功能为管理员提供了对带宽资源的充分掌握,从而使企业可以作出更合适的业务决策;在业界有一通用的名字叫做"应用交换机",比较有名的有如下几款:美国的F5公司的BIG-IP 2400系列链路应用交换机可实定制,流量优先级安排,基于政策的流量引导,来源、目的地和应用交换;Radware公司的Web Server Director应用交换机可保障服务器群的完全可用性、优化运行以及完备的安全性,从而保证网络和数据中心范围内的应用能获得高度可靠性和性能;美国Foundry公司 ServerIronGT-C2404F应用交换机可实现全局服务器,高性能VPN/防火墙负载均衡,透明缓存交换,,防DoS攻击保护服务器;总结随着网络信息系统由小型到中型到大型的发展趋势,交换技术也由原来最初的基于MAC地址的交换,发展到基于IP地址的交换,进一步发展到基于IP+端口的交换,本文对第四层交换技术作了一个比较全面的介绍,如今也有产品更提出了第七层交换基于内容的交换;可见,网络交换技术的不断发展使得原来由基于数据的交换变成了基于应用的交换,不仅提高了网络的访问速度,而且不断地优化了网络的整体性能;。
简述交换机的工作原理。
简述交换机的工作原理。
交换机是一种网络设备，主要用于实现局域网内的数据传输和控制。
它通过物理地址来识别和转发数据包，可以提高网络的传输效率和安全性。
下面将详细介绍交换机的工作原理。
一、交换机的硬件组成交换机主要由以下硬件组成：1.接口：交换机有多个接口，每个接口连接一台计算机或其他设备，可以支持数据传输和电源供应。
2.CPU：交换机的CPU是控制器，负责转发数据包和处理管理任务。
3.存储器：交换机使用存储器来存储路由表、交换表和配置文件等数据。
4.交换矩阵：交换矩阵是交换机的核心部件，它可以高速交换数据包，保证数据传输的高效性和实时性。
二、交换机的工作原理交换机的工作原理可以分为以下几个步骤：1.接收数据包当交换机接收到一份数据包时，它首先会检查数据包的目标MAC地址。
如果目标MAC 地址是广播地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF），则交换机将数据包发送给所有连接在它上面的设备，即广播。
如果目标MAC地址不是广播地址，则交换机会在MAC地址表中查找对应的端口，然后将数据包发送到对应的端口。
2.学习MAC地址当交换机接收到一个数据包时，它会把数据包中源MAC地址与所在端口的对应关系记录在MAC地址表中。
如果MAC地址表中已经存在该MAC地址，则交换机会更新相关端口信息；如果不存在，则交换机会把该MAC地址和端口信息添加到MAC地址表中。
3.查询MAC地址表当交换机接收到一个数据包时，它将查找MAC地址表以找到目的MAC地址并确定要把数据包发送到哪个端口。
如果MAC地址表中不存在该MAC地址，则交换机将广播数据包以进行寻址。
如果MAC地址表中存在该MAC地址，则交换机会根据端口信息将数据包发送到特定端口。
4.转发数据包当交换机确定了数据包的目标端口后，它将把数据包从源端口发送到目标端口。
根据MAC地址表中的信息，交换机会确定数据包的路径，以达到最佳的性能和响应时间。
5.过滤广播包当交换机接收到广播包时，它会把该广播包发送到所有端口，但不会将广播包发回源端口。
交换机的二层通信原理和配置
交换机的二层通信原理和配置1.引言1.1 概述交换机作为网络中的重要设备之一，扮演着实现局域网内计算机通信的关键角色。
它可以通过学习和记录设备的MAC地址，将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现快速、准确的数据传输。
二层通信则是指在局域网内，通过交换机传输数据的过程。
在二层通信中，数据包是以帧的形式传递的。
每个帧包含源MAC地址和目的MAC地址，交换机通过分析这些地址信息，可以将数据包准确地发送到目的设备。
交换机会保存目的MAC地址，以便日后再次传输时能够直接发送，提高通信的效率。
交换机的配置对于实现稳定的二层通信至关重要。
基本配置包括设置交换机的主机名称、IP地址和子网掩码等，这些信息可以帮助交换机与其他设备进行正常通信。
此外，还可以配置VLAN、端口速率和双工模式等高级设置，以满足不同网络环境下的需求。
总结来说，本文将介绍交换机的二层通信原理和配置。
首先，我们将详细解释什么是二层通信，以及其原理和工作原理。
然后，我们将探讨交换机的基本配置和高级配置，以帮助读者了解如何正确地配置交换机以实现稳定的网络通信。
最后，我们将总结二层通信原理和强调交换机配置的重要性，希望能为读者提供有关交换机的全面知识。
1.2文章结构1.2 文章结构在本篇文章中，我们将首先介绍交换机的二层通信原理，包括什么是二层通信以及其原理。
接着，我们将详细讨论交换机的配置，包括基本配置和高级配置。
最后，我们将对整篇文章进行总结，强调二层通信原理的重要性以及交换机配置的重要性。
通过这样的文章结构，读者将能够全面了解交换机的二层通信原理以及如何进行相应的配置。
我们希望通过这篇文章，读者能够获得对交换机的深入理解，并能够灵活应用这些知识进行网络的建设和优化。
1.3 目的本文的目的是探讨交换机的二层通信原理和配置。
通过了解二层通信的基本概念和原理，以及熟悉交换机的配置方法，读者将能够深入了解网络中数据在二层之间是如何传递的，并掌握如何正确配置交换机以确保网络的顺畅运行。
交换机的原理和作用
交换机的原理和作用交换机是网络通信设备的一种类型，用于将数据包从一个网络节点转发到另一个网络节点。
它是在OSI模型的第二层，即数据链路层中工作的设备。
交换机的主要原理是根据MAC地址进行转发和过滤数据包，其作用是提供高速、可靠的局域网连接和数据传输。
交换机的工作原理如下：1. MAC地址学习：当一个数据包到达交换机时，交换机会读取数据包中的源MAC地址，并将该地址与相应的端口关联起来。
交换机会将这些学习到的MAC 地址保存在一个地址表中，以便后续的数据包转发。
2. 过滤和转发：当数据包到达交换机时，交换机会查找目标MAC地址在地址表中的条目，并将该数据包转发到对应的端口上。
如果交换机找不到目标MAC 地址的条目，它会将数据包广播到所有端口，以便找到目标设备。
3. 决策：交换机根据不同的决策方式来决定是否转发数据包。
最常用的决策方式是根据目标MAC地址，但也可以基于其他因素，如VLAN标记、IP地址等。
交换机可以根据这些决策方式来提供更精确的数据包转发和网络分段。
交换机的作用如下：1. 提供高速连接：交换机的硬件设计和工作原理使得它能够提供高速的数据传输。
与集线器相比，交换机可以实现同时传输多个数据包，并且可以同时在多个端口上进行转发。
2. 实现数据过滤：交换机可以根据源MAC地址和目标MAC地址来过滤数据包。
这样可以确保只有目标设备才能接收到相应的数据包，提高网络的安全性。
3. 提供网络分段：通过VLAN技术，交换机可以将一个局域网划分为多个逻辑子网。
这样可以提高网络的性能和安全性，同时还能减少广播和冲突的影响。
4. 支持网络虚拟化：交换机可以部署虚拟局域网（VLAN）和虚拟交换机，从而实现网络的虚拟化。
这种虚拟化技术可以提高网络的弹性和灵活性，简化网络管理和配置。
5. 提供负载平衡：交换机可以通过链路聚合（LACP）和端口镜像等技术来实现负载平衡。
这样可以将流量均匀地分配到多个链路上，提高网络的带宽利用率和传输效率。
交换机的工作原理及其基本操作
交换机的工作原理及其基本操作交换机是计算机网络中一种用于转发数据包的设备，其工作原理是根据数据包的目的地址将数据包发送到正确的目的设备。
交换机的基本操作包括配置端口属性、设置VLAN、配置交换机IP地址以及配置交换机管理等。
以下是对交换机工作原理及其基本操作的详细解释。
交换机是在OSI模型的第二层（数据链路层）工作的设备，它通过学习和过滤数据包的MAC地址来实现数据包转发。
当交换机收到一份数据包时，它会检查数据包中的目的MAC地址，并将该地址添加到一个地址表中。
交换机会将源地址，目的地址以及数据包的端口信息建立起对应关系，并将这些信息存储在地址表中。
接下来，当交换机收到其他数据包时，它会检查数据包的目的MAC地址，并在地址表中查找对应的端口。
如果找到，交换机会将数据包转发到相应的端口；如果没有找到，交换机会将数据包广播到所有的端口上。
交换机的基本操作：1. 配置端口属性：交换机的每个物理端口可以根据需求进行配置。
可以设置端口的速率和双工模式，例如10/100/1000Mbps以太网、全双工或半双工模式等。
这样可以根据实际需求来调整交换机的性能。
2.设置VLAN：虚拟局域网（VLAN）是一种将交换机划分为多个虚拟网络的技术。
通过将交换机上的端口划分到不同的VLAN中，可以实现不同VLAN之间的隔离和数据流量的控制，提高网络的安全性和灵活性。
3.配置交换机IP地址：交换机通常具有一个管理接口，用于进行管理和配置。
通过为交换机配置IP地址、子网掩码和网关，可以通过网络管理工具远程访问和管理交换机。
4.配置交换机管理：交换机还支持各种管理功能，如远程管理、SNMP （简单网络管理协议）配置、QoS（服务质量）配置等。
这些功能可以根据需要进行配置，以满足网络的管理和优化需求。
综上所述，交换机是一种重要的网络设备，通过学习和过滤MAC地址来实现数据包的转发。
对于交换机的基本操作，可以根据实际需求来配置端口属性、设置VLAN、配置交换机IP地址以及配置交换机管理等。
第6章 交换机的原理与配置
6.3.3 总线交换结构
总线交换结构的交换机拥有一条很高带宽的 背部总线交换机的所有的端口都挂接在这条背部 总线上，总线按时隙分为多条逻辑通道，各个端 口都可以往该总线上发送数据帧，这些数据帧都 按时隙在总线上传输，并从各的目的端口中输出 数据帧。
6.3.4 共享存储交换结构
共享存储交换结构将共享存储RAM代替了总线交换 结构中的总线，数据帧通过共享存储器实现从源端口直接 传送到目的端口，它是总线交换结构的改进。
6.1.5 VLAN技术
1．VLAN的结构
网络上的用户终端被划分为多个逻辑工作组，每一个逻 辑工作组即为一个VLAN。VLAN最大的特点是在组成逻辑网 时无须考虑用户或设备在网络中的物理位置。
2．VLAN的技术特点
(1) VLAN工作在OSI参考模型的第2层数据链路层。 (2) 每一个VLAN都是一个独立的逻辑网段和广播域，其 广播的信息只发送给该VLAN中的结点。
图6-10 软件执行结构
6.3.2 矩阵交换结构 在矩阵交换结构中，交换机确定了目的端口 后，根据源端口与目的端口打开交换矩阵中相应的 开关，在两个端口之间建立连接，通过建立的这个 传输通道来完成数据帧的传输。它的优点是交换速 率快、时延小、易于实现；缺点是扩展与可管理性 较差。
图6-11 矩阵交换结构
如果A、B结点处于不同的端口且B地址在表中，则 在源端口和目的端口之间建立起虚连接，形成专用的传 输通道将该数据帧转发到目的端口；若B地址不在表中， 则交换机向A结点所处端口以外的其它结点发送消息， 得到B端口的信息，则将所得到的信息添加到交换表中 再连接虚连接进行数据帧交换操作。
图6-4 局域网交换机
6.1.1 交换机功能
交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑、 错误校验、帧序列以及流控。它可以“学 习”MAC地址，并把其存放在内部MAC地址表中， 通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临 时的交换路径，使数据帧直理