交换机的基础知识
交换机基础知识大全
交换机基础知识一、交换机定义：交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。
交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。
广域的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。
交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。
实际上，交换机有时被称为多端口网桥。
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。
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在计算机网络系统中，交换概念的提出改进了共享工作模式。
而HUB集线器就是一种物理层共享设备，HUB本身不能识别MAC 地址和IP地址，当同一局域网内的A主机给B 主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据报头的MAC地址来确定是否接收。
也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。
这种方式就是共享网络带宽。
通俗的说，普通交换机是不带管理功能的，一根进线，其他接口接到电脑上就可以了。
二、交换机原理：工作在数据链路层，交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。
交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。
交换机基础知识.
2.2 交换机的分类与性能指标
2. 交换机的分类
从应用区域划分：广域网交换机和局域网交换机
• 广域网交换机: 主要应用于电信领域，提供通信基础平台。
•
局域网交换机则: 应用于局域网络，用于连接终端设备， 如PC机及网络打印机等。
注意交换机的分类
按组建园区网的网络拓扑结构层次，可划分为：接入层交换 机、汇聚层交换机和核心层交换机。 • 核心层交换机: 一般采用机箱式模块化设计，机箱中可承载 管理模块、光端口模块、高速电口模块、电源等，具有很高的 背板容量； • 汇聚层交换机: 可以是机箱式模块化交换机，也可以是固定 配置的交换机，具有较高的接入能力和带宽，一般会包含光端 口、高速电口等端口；
2. 交换机的分类
按照交换机的可管理性，可分为：
交换机概述
.2 交换机的交换模式
存储转发(Store and Forward)
特点：交换机接收到数据包后，首先将数据包存储到缓冲 器中，进行CRC循环冗余校验,如果这个数据包有 CRC错误，则该包将被丢弃；如果数据包完整， 交换机查询地址映射表将其转发至相应的端口。 优点：没有残缺数据包转发，可减少潜在的不必要的数据 转发 缺点：转发速率比直接转发方式慢。 适用环境：存储转发技术适用于普通链路质量或质量较为 恶劣的网络环境，这种方式要对数据包进行处理， 所以，延迟和帧的大小有关。
• 接入层交换机: 一般是固定配置的交换机，端口密度较大， 具有较高的接入能力，以10/100M端口为主，以固定端口或扩展 槽方式提供1000Mbps的上联端口。
2. 交换机的分类
根据传输介质、传输速度以及发展历史上看，局域网 交换机有这样一些类型：
• 以太网交换机 • 快速以太网交换机 • 千兆以太网交换机 • 万兆以太网交换机 • FDDI交换机 • ATM交换机 • 令牌环交换机 • ……
交换机的基础知识
交换机的基础知识，网络世界的连接者在广阔的网络世界中，一种关键的设备连接各种设备、管理数据流动，为现代通信提供了高效、可靠的基础，这就是交换机。
本文将从基本概念、工作原理、主要功能、分类、未来演进等方面深入探讨交换机的基础知识。
希望能给你带来收获。
一、基本概念和背景：连接世界的纽带在网络的日常使用中，我们频繁听到“交换机”这个名词，但你是否真正理解它的含义？简单来说，交换机就是一个智能的数据分发中心，类似于城市中的交通枢纽，负责引导数据包在网络中正确、高效地流动。
随着互联网的蓬勃发展，早期网络设备如集线器已无法满足日益复杂的通信需求。
交换机作为它们的继任者，以其精巧的工作原理和智能的数据管理，成为了网络通信不可或缺的一部分。
二、工作原理：数据包的智慧派发交换机之所以能够实现高效的数据传输，归功于其独特的工作原理。
当我们在网络上发送数据包时，数据包会携带着目标设备的MAC地址。
交换机通过不断学习，建立了一个类似于地址簿的表格，记录着各个设备的MAC地址和它们所连接的端口。
当交换机接收到数据包时，它会查阅这个表格，准确地知道将数据包传递给哪个设备，避免了不必要的广播和冲突，从而提高了网络的传输效率和速度。
三、主要功能：强大的网络功能1. 数据转发和分发：交换机能够根据数据包中的目的MAC地址，将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现设备之间的有针对性通信。
这种数据转发和分发功能确保数据能够准确到达目标设备，避免了广播和冲突。
2. MAC地址学习和建立：交换机会学习设备的MAC地址，并建立一个MAC地址表，记录每个MAC地址与其所连接的端口之间的关系。
通过这个表，交换机能够迅速判断应该将数据包转发到哪个端口，从而提高网络传输效率。
3. 广播和组播处理：当交换机收到一个广播或组播数据包时，它会将数据包转发到所有的端口，以确保所有设备都能接收到这些数据。
这在某些情况下是必要的，如ARP（地址解析协议）请求。
《交换机基础知识》课件
交换机的防护措施
访问控制列表（ACL）：通过设置ACL， 可以限制网络流量，保护交换机免受未经 授权的访问和攻击
VLAN隔离：将不同的用户或部门划分 到不同的VLAN中，可以减少广播风暴 和未经授权的访问
端口安全：通过绑定MAC地址和端口， 可以防止未经授权的设备接入网络
加密传输：采用SSL/TLS等加密技术， 保护数据在传输过程中的安全性
交换机路由配置的案例分析：通过具体案例分析，介绍交换机路由配置的实际应用和效果，包括 网络拓扑结构、设备连接方式、路由协议选择等。
交换机的性能指标
吞吐量
时延
定义：时延是指交换机接收数据帧后，处理该数据帧所需要的时间
影响因素：交换机的硬件性能、软件算法、数据帧长度等
分类：转发时延、排队时延、转发时延+排队时延 测试方法：通过发送大量数据包并计算平均时延来测试交换机的时延性 能
交换机的应用场景
企业网络中的应用
企业局域网建设
企业数据中心建设
企业广域网建设 企业分支机构互联
校园网中的应用
添加项标题
校园网概述：介绍校校园网中的应用，如接入层交换机、 汇聚层交换机和核心层交换机
添加项标题
校园网中的交换机选型：根据校园网的需求，选择合适的交换机 型号和配置
丢包率
定义：丢包率是指在传输过程中，数据包丢失的比例
影响因素：网络拥堵、设备故障、线路质量等
测试方法：通过发送大量数据包并统计丢失的数据包数量来计算丢包率
性能指标意义：丢包率越低，网络传输的稳定性和可靠性越高
带宽利用率
定义：交换机在单位时间内传输数据的能力 影响因素：数据包大小、网络拥堵程度、交换机性能等 评估方法：通过测试网络带宽利用率来评估交换机的性能 优化方法：合理配置交换机参数、优化网络结构等
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交换机安全威胁
非法访问和恶意攻击
01
未经授权的访问和恶意攻击是交换机面临的主要安全威胁，可
能导致数据泄露、网络瘫痪等严重后果。
病毒感染和传播
02
交换机如果感染病毒，可能会成为病毒传播的源头，影响整个
网络的正常运行。
拒绝服务攻击
03
通过大量无效的网络流量或请求，导致交换机资源耗尽，无法
MAC地址表大小
交换机能够学习的MAC地址数量，影响交 换机的转发能力。
03
交换机的应用场景
企业网络中的应用
企业网络中，交换机主要用于连接各 个部门和分支机构，实现内部数据的 高速传输和共享。
企业网络中的交换机通常具备较高的 端口密度和扩展性，以满足大规模网 络连接需求。
交换机能够提供多种安全特性，如访 问控制列表（ACL）、端口安全等， 保障企业网络安全。
02
交换机的工作原理
交换机转发原理
交换机根据目的MAC地址进行数据帧的转发。
交换机通过学习源MAC地址与端口映射关系，建立MAC地址表，实现快速转发。
当收到数据帧时，交换机查找MAC地址表，确定目的端口，并将数据帧转发到对应 端口。
交换机的交换方式
01
02
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直通式交换
数据帧头部的信息被直接 传输到目的端口，不经过 CPU处理。
存储转发式交换
数据帧先存储在缓冲区， 然后根据MAC地址表进行 转发。
碎片隔离式交换
数据帧长度达到一定值后 才会转发，以减少冲突和 丢包。
交换机的性能指标
吞吐量
交换机每秒传输的数据量，Hale Waihona Puke 常以Mbps为 单位。背板带宽
交换机内部总线的数据传输能力，决定了交 换机的数据处理能力。
交换机技术基础知识
交换机技术基础知识交换技术可分为：端口交换、帧交换和信元交换。
下面是整理的交换机技术基础知识，希望对你有帮助!1.端口交换技术端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段(每条网段为一个广播域)，不用网桥或路由连接，网络之间是互不相通的。
以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。
根据支持的程度，端口交换还可细分为：模块交换：将整个模块进行网段迁移。
端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。
端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。
这种交换技术是基于OSI第一层上完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点。
如果配置得当，那么还可以在一定程度进行容错，但没有改变共享传输介质的特点，自而未能称之为真正的交换。
2.信元交换技术ATM技术采用固定长度53个字节的信元交换。
由于长度固定，因而便于用硬件实现。
ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。
ATM还容许在源节点和目标、节点建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。
ATM采用了统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道的利用率。
ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数Gb的传输能力。
但随着万兆以太网的出现，曾经代表网络和通讯技术发展的未来方向的ATM技术，开始逐渐失去存在的意义。
3.帧交换技术帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。
一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下几种：直通交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。
存储转发：通过对网络帧的读取进行验错和控制。
前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级的控制，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。
交换技术汇总：交换机的116个基本知识点
交换技术汇总：交换机的116个基本知识点1. 以太网最初基于同轴电缆．1972年发明，1979年Xeroxinter 和DEC提出DIX版.2. 1983年，IEEE802.3标准提出.3. CSMA/CD 通讯过程，传输—监听—干扰—随机等待—传输。
4. 传统以太网用网桥来分割主机，用路由器连接网段。
5. 交换式以太网，平时主机都不连通，当需要通信时，通过交换设备连接对端主机，完成后断开。
交换设备包括，交换式集线器和交换机。
6. 交换式以太网物理逻辑均为星型。
分割冲突域，将网络冲突限制到最小范围。
7. RMON共九组，常用的端口统计、历史、告警、事件4组。
8. 数据流量区分，按组织行政构成、按主机类型、按物理分布、根据应用类型。
9. 80／20规则，80％在本地，20％其他网段。
20／80规则，相反。
10. 交换机单个百兆口64字节包转发1488810pps，路由器整机64字节包转发小与100100pps。
11. 三层交换技术的实现硬件的路由转发，转发路由表也是由软件通过路由协议建立的。
12. 三层交换与路由均为根据逻辑地址确定路径、运行三层校验和、使用TTL、对信息处理和相应，分析报文、用MIB更新SNMP管理。
13. 三层交换优点：基于硬件包转发、低时延、低花费。
14. 四层交换基于数据流，实现一次路由，多次交换。
考虑端口号和协议字段。
15. 局域网设计原则，考察物理链路、分析数据流特征、采用层次化模型、考虑冗余16. 局域网管理系统功能：配置功能、监控功能、故障隔离。
17. 必须保证的网络性能，带宽和时延。
其取决的一个重要因素，线缆的类型和布局。
18. 为用户增加带宽，增加总体带宽&减少在一个共享介质上的用户数量。
19. 快速以太网（100M）标准为802.3u。
20. 自协商使用物理芯片来完成，不需要专用的数据报文。
发送16bi的报文，整个保文按16ms间隔重复。
21. 速率不通过自协商一样可完成，但工作方式会产生问题。
交换机的基础知识
交换机的基础知识1.1 交换机简介交换机是计算机网络中的关键设备，用于连接各种网络设备，实现数据的高效传输。
与集线器不同，交换机能够根据MAC地址学习和过滤数据，提高网络性能和安全性。
1.2 交换机的工作原理交换机在数据链路层工作，根据目标设备的MAC地址将数据包从源端口传送到目标端口。
通过建立MAC地址表，交换机能够学习设备的物理位置，实现更快速、精准的数据传输。
二、交换机的基本配置2.1 连接交换机在使用交换机之前，首先要通过网线将计算机或其他网络设备与交换机连接。
确保连接的网线正常，端口指示灯亮起，表示连接正常。
2.2 登录交换机要配置交换机，首先需要登录到其管理界面。
通常，我们可以通过Telnet或串口连接来进行登录。
确保登录时使用的用户名和密码是正确的，以确保获取管理员权限。
三、交换机的基本命令3.1 查看端口状态在交换机上，了解端口的状态是很重要的。
使用以下命令可以查看端口的工作状态和连接情况：bashCopy codeshow interfaces status这个命令会列出所有端口的详细信息，包括端口的速度、双工模式以及连接状态。
3.2 配置VLAN虚拟局域网（VLAN）是交换机中一个重要的概念，通过将不同的端口划分到不同的VLAN中，可以实现逻辑上的隔离。
以下是配置VLAN的简单命令：bashCopy codevlan databasevlan 10vlan 20exit这个命令序列会创建两个VLAN（ID为10和20）。
3.3 配置端口将端口划分到特定的VLAN中是常见的配置任务。
使用以下命令可以完成这个操作：bashCopy codeinterface fastEthernet 0/1switchport mode accessswitchport access vlan 10这个命令将交换机的端口FastEthernet 0/1配置为访问模式，并划分到VLAN 10中。
3.4 保存配置在完成配置后，务必将配置保存到交换机的非易失性存储中，以便在重新启动后配置依然生效：bashCopy codewrite memory这个命令将当前的运行配置保存到交换机的闪存中。
交换机基础,交换的相关概念
一、交换机基础1.1、常见的局域网故障1、环路问题：如果二层内部没有开启STP等防环路协议，则可能出现广播风暴等环路问题。
2、mac地址漂移：Port号与MAC地址映射出错；交换机的复制转发洪泛机制占用链路带宽。
3、ARP攻击：在局域网内形成arp 欺骗或者网关欺骗。
1.2、交换概念MAC地址表项（Vlan）：使用一列Vlan表项来对MAC地址表进行逻辑层面的分层，使得广播域隔离。
（若收到不带Vlan标签的帧，则交换机便无法进行转发，只有带有Vlan标签的帧才能到达出端口。
802.1q（Vlan帧格式）：在原有的以太帧基础上，源MAC地址后加上一个2Byte的Tag字段。
o Tag字段为2字节，32bits。
o TPID占前16bits，用于标识该帧是否带有Vlan标签，固定为0x8100。
o Priority占3bits，用于标识优先级，实现二层QoS。
o CFI占1bit，用于区分令牌环网与以太网。
o D占最后的12bits，用于区分vlan id，范围为0-4095，可用vlan 编号为1-4094。
vlan标签帧端口标签配置：打标签一定在入口，去除标签一定在出口Access口入口若不带标签，则打上vlan标签；若带标签，则只对相同标签的帧进行转发，出口去除标签。
Trunk口（二层中主要实现不同Vlan之间的透传）入口若带标签，则判断是否允许转发；若不带标签，则打上pvid，再判断是否允许转发，出口，若标签与pvid相同，则去除标签；若标签不同，则判断是否允许转发。
二、三层交换机1、三层Vlan虚拟接口•在int vlan后，将创建一个虚拟三层接口，并且生成该接口的MAC 地址•在三层vlan虚拟接口之间进行转发时，将通过查询路由表来修改为下一跳所对应的源、目的MAC地址以及Vlan标签。
•2、三层交换设备互联•转换为路由口（设备支持），如华为设备的undo portswitch。
•使用Trunk口互连（需相同Vlan），需要对端的设备也配成为Trunk 模式。
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。
交换机及路由器基础知识及配置
交换机及路由器基础知识及配置交换机及路由器基础知识及配置
章节一、交换机基础知识
1.1 交换机的定义和作用
1.2 交换机的分类和类型
1.3 交换机的工作原理
1.4 交换机的特点和优点
1.5 交换机的常见问题及故障排除方法
章节二、交换机配置和管理
2.1 交换机的初始化设置
2.2 VLAN的配置和管理
2.3 交换机端口的配置和管理
2.4 交换机的安全配置
2.5 交换机的性能优化和监控
章节三、路由器基础知识
3.1 路由器的定义和作用
3.2 路由器的分类和类型
3.3 路由器的工作原理
3.4 路由器的特点和优点
3.5 路由器的常见问题及故障排除方法章节四、路由器配置和管理
4.1 路由器的初始化设置
4.2 路由器接口的配置和管理
4.3 路由器的路由配置和管理
4.4 路由器的安全配置
4.5 路由器的性能优化和监控
附件：
本文档附带以下附件供参考：
1、交换机配置示例文件
2、路由器配置示例文件
3、相关网络拓扑图示
法律名词及注释：
1、VLAN（Virtual Local Area Network）- 虚拟局域网，是一
种将物理局域网划分成逻辑上的多个虚拟局域网的技术。
2、故障排除方法 - 指在设备或系统出现问题时，通过一系列
的技术手段和方法来确定问题原因，并进行修复和解决的过程。
3、性能优化和监控 - 指通过对网络设备性能进行监控和调优，以提高网络的稳定性、可靠性和性能表现。
关于交换机的知识
关于交换机的知识交换机是计算机网络中的一种设备，用于实现局域网中不同主机之间的数据交换和路由。
它具有多个接口，可以将数据包从一个接口转发到另一个接口，以便实现主机之间的通信。
一、交换机的基本原理交换机的基本原理是通过学习和转发机制实现数据包的传输。
当交换机收到一个数据包时，它会检查数据包中的目的MAC地址，并将这个地址与交换机内部的MAC地址表进行比较。
如果MAC地址表中存在相应的条目，交换机就会将数据包转发到相应的接口；如果MAC地址表中不存在相应的条目，交换机就会广播这个数据包到所有的接口上，以便学习这个目的MAC地址所对应的接口。
当交换机学习到新的MAC地址时，它会将这个地址和对应的接口添加到MAC地址表中，以便后续的数据转发。
二、交换机的优点相比于集线器，交换机具有以下几个优点：1. 提供更高的带宽利用率：集线器将所有的数据包广播到所有的接口上，会造成带宽的浪费，而交换机只将数据包转发到目的接口，提高了带宽利用率。
2. 支持多种网络协议：交换机可以根据数据包的协议类型进行转发，支持同时传输不同网络协议的数据包。
3. 提供更好的安全性：交换机通过MAC地址学习和转发机制，可以阻止未经授权的设备访问网络，提供了更好的安全性。
4. 支持虚拟局域网(VLAN)：交换机可以将网络划分为多个虚拟局域网，实现不同局域网之间的隔离和安全控制。
三、交换机的类型根据交换机的工作方式和功能，可以将交换机分为以下几种类型：1. 传统交换机：也称为HUB交换机，工作在物理层，只能广播数据包，无法进行数据过滤和转发。
2. 二层交换机：也称为MAC交换机，工作在数据链路层，可以通过MAC地址学习和转发机制实现数据包的转发。
3. 三层交换机：也称为路由交换机，除了具备二层交换机的功能外，还可以进行网络层的路由转发。
4. 企业级交换机：具备更高的性能和可靠性，支持更多的接口和功能，适用于大规模企业网络的构建。
5. 智能交换机：具备更强的管理和监控功能，可以实现对网络流量和设备进行精细的控制和管理。
交换机的基础知识
交换机基础知识一、交换方式目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用直通式交换、存储转发式和碎片隔离方式三种数据包交换方式。
目前的存储转发式是交换机的主流交换方式。
1、直通交换方式（Cut-through）采用直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。
它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，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。
由于它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节），不需要存储，所以切入方式具有延迟小，交换速度快的优点。
所谓延迟（Latency）是指数据包进入一个网络设备到离开该设备所花的时间。
它的缺点主要有三个方面：一是因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，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；第二，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，而且容易丢包。
如果要连到高速网络上，如提供快速以太网（100BASE－T）、FDDI或ATM连接，就不能简单地将输入／输出端口“接通”，因为输入／输出端口间有速度上的差异，必须提供缓存；第三，当以太网交换机的端口增加时，交换矩阵变得越来越复杂，实现起来就越困难。
2、存储转发方式（Store-and-Forward）存储转发（Store and Forward）是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。
确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。
正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，并且能支持不同速度的输入／输出端口间的交换，可有效地改善网络性能。
它的另一优点就是这种交换方式支持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。
交换机基础知识
3.2 交换机的连接方式
冗余 SpanningTree冗余连接：工作方式是StandBy，一 条链路在工作，其余链路处于待机(StandBy)状态， 效率没有提高，可靠性提高。 PortTrunking连接：多条冗余连接链路实现负载分 担。交换机之间联结带宽成倍提高，可靠性已得到 增强。
四、VLAN、Trunk和三层交换
2.1 交换机的分类
按照交换机的可管理性，可分为：
– 可管理型交换机 – 不可管理型交换机
两者区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。可管理 型交换机便于网络监控、流量分析，但成本也相对较高。 大中型网络在汇聚层应该选择可管理型交换机，在接入层 视应用需要而定，核心层交换机则全部是可管理型交换机。
VLAN5
VLAN2
VLAN10 VLAN3
VLAN2 VLAN10 VLAN5
VLAN5
VLAN2
4.3 三层交换
概念
三层交换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---数据链路层进行操作的， 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。 简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。
二、交换机的分类
2.1 交换机的分类
从应用区域划分：广域网交换机和局域网交换机
• 广域网交换机: 主要应用于电信领域，提供 通信基础平台。 • 局域网交换机则: 应用于局域网络，用于连 接终端设备，如PC机及网络打印机等。
注意：我们重点学习的是局域网交换机。
2.1 交换机的分类
按组建园区网的网络拓扑结构层次，可划分为：接入层交换 机、汇聚层交换机和核心层交换机。 核心层交换机: 一般采用机箱式模块化设计，机箱中可承载 管理模块、光端口模块、高速电口模块、电源等，具有很高的 背板容量； 汇聚层交换机: 可以是机箱式模块化交换机，也可以是固定 配置的交换机，具有较高的接入能力和带宽，一般会包含光端 口、高速电口等端口； 接入层交换机: 一般是固定配置的交换机，端口密度较大， 具有较高的接入能力，以10/100M端口为主，以固定端口或扩展 槽方式提供1000Mbps的上联端口。
交换机基础知识课件
一种远程登录协议，用于远程管理和配置交换机 。使用Telnet需要谨慎，因为明文传输的用户名 和密码可能存在安全风险。
SSH（安全外壳协议）
一种加密的网络协议，用于远程登录和管理交换 机。SSH提供了更高的安全性，建议优先使用。
06
交换机的发展趋势与新技术
高速以太网交换机
总结词
高速以太网交换机是交换机技术的一个重要发展方向，它能够提供更高的数据传输速率和更大的吞吐 量，以满足不断增长的网络带宽需求。
03
交换机的应用场景
企业网络
企业网络中，交换机主要用于连 接内部计算机和其他网络设备，
实现快速、可靠的数据传输。
企业网络对交换机的要求较高， 需要具备高性能、高可用性和可 扩展性，以满足不断增长的网络
需求。
企业网络中使用的交换机通常具 备安全功能，如访问控制列表（ ACL）和防火墙，以保护网络安
网吧对交换机的要求包括高带宽、低 延迟和良好的散热性能，以保证网络 的流畅和稳定性。
04
交换机的选购与配置
选购原则
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需求分析
根据网络规模、拓扑结构、业 务需求等因素，明确交换机所
需具备的功能和性能。
品牌信誉
选择知名品牌，确保设备的质 量和售后服务的可靠性。
性能参数
关注交换机的吞吐量、延迟、 端口密度等关键性能参数，以
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交换机的维护与管理
日常维护
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硬件检查
定期检查交换机的硬件设 备，包括风扇、电源、接 口等，确保设备正常运行 。
端口安全
定期检查交换机的端口安 全设置，防止未经授权的 设备接入网络。
交换机的知识点
交换机的知识点一、交换机的概念交换机是一种用来连接多个网络设备的网络基础设施设备，它的作用在于把两台电脑之间的信息进行递送和转发，从而实现电脑之间通信。
交换机通过物理端口（口）的连接实现电脑之间的通信。
根据不同的应用场景，交换机还可以分为交换机（Switch）和路由器（Router）。
二、交换机的功能1、通信功能：通过交换机，可以实现两个或多个网络设备之间的交互，实现数据的收发；2、安全功能：交换机可以根据MAC地址，过滤掉网络数据包，从而保护网络安全；3、VLAN功能：交换机可以实现VLAN技术，可以将多个端口连在一起，形成一个逻辑单元；4、Quality of Service（QoS）功能：交换机可以根据数据流动特性，实现QoS分配功能，为各类应用提供优先通信服务；5、管理功能：交换机可以进行远程管理，实现交换机的配置、状态监测、运行日志等功能，便于网络管理员进行网络管理。
三、交换机的分类1、按交换类型分类：交换机可以分为交换机（Switch）、路由器（Router）和中继器（Repeater）；2、按交换速率分类：交换机可以分为千兆交换机、万兆交换机和百兆交换机；3、按网络结构分类：交换机可以分为以太网交换机、光纤交换机、SAN交换机等；4、按网络类型分类：交换机可以分为笔记本交换机、桌面交换机、接入交换机（Formula Switch）、核心交换机（Core Switch）以及智能交换机等。
四、交换机的应用1、企业内网：企业内网是一个典型的以交换机为基础设备的网络系统，它可以实现不同部门之间的资源共享和信息交换，从而提高企业的运营效率；2、宽带接入：交换机可以实现宽带接入的功能，可以实现多个宽带复用的功能，并且可以实现网络负载的均衡；3、多媒体传输：交换机可以实现多媒体的实时传输，它可以通过QoS功能实现多媒体信号的优先级，以确保多媒体信号的质量；4、云计算中心：云计算中心使用交换机来实现网络的连接，并且可以实现高带宽、低延时的网络环境，便于云计算的实施。
交换机基础知识课件
+ Access： 1. Access端口的PVID就是其所在的VLAN，不能配置。 2. 接收到不带标签的报文后打上PVID标签，发送时剥离数据帧的标
签。 3. 常用于连接不需要识别VLAN标签的设备，如主机、路由器等。
四、交换机基本调试配置（十）
+ High 50
3.55 1.44 -10.00
5.00
+ Low 30 3.01 1.01 -30.00 0.00
七、交换机故障排除（三）
+ 故障类型2: + 同一交换机上的两台终端不能互相通
信 + 处理方法： 1. 终端自检：
① 终端的本地连接是否已就绪 ② 两台终端是否同一IP网段 ③ 两台终端的防火墙是否关闭，或允许相应数据帧通过
+ （三）交换机基本配置 + 交换机接口类型讲解（2）：
+ Trunk： 1. 允许多个VLAN数据帧通过的端口称为Trunk端口。 2. Trunk链路上除了缺省VLAN的数据帧，其他的都是带着标签走。
Trunk端口转发PVID的数据帧时剥掉标签，接收到不带标签的数据 帧时打上PVID。 3. 一般用于交换机互联，或上联。
的端口关联起来
三、交换机的工作原理（五）
+ （三）数据帧转发 1. PCA发出目的到PCD的数据帧 2. 交换机根据帧中的目的地址，从相应的
端口E1/0/4发送出去 3. 交换机不在其他端口上转发此单播数据
帧
课程提纲
一．交换机的作用和特点 二．交换机的分类 三．交换机工作原理 四．交换机基本调试配置 五．光纤基础知识 六．光模块基础知识 七．交换机故障排除
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。
交换机知识点总结
交换机知识点总结一、交换机概述交换机是一种网络设备，用于在局域网(LAN)内实现数据包的转发和交换，将数据包从源地址传输给目标地址。
交换机能够学习和存储网络中所有连接设备的MAC地址，并根据这些地址建立转发表，从而提高数据包的传输效率和网络质量。
交换机通常用于构建局域网，提供高速、稳定的数据交换服务。
二、交换机的工作原理1. MAC地址在局域网中，每个网络设备都有唯一的MAC地址，用于标识设备在网络中的位置。
交换机通过学习和存储MAC地址，建立转发表，实现数据包的转发和交换。
2. 数据包的转发和交换当一台设备要发送数据包时，交换机会根据转发表，将数据包从源地址转发到目标地址。
交换机会在转发表中查找目标设备的MAC地址，然后将数据包发送到目标设备的接口。
3. 交换机的转发方式交换机的转发方式主要包括存储转发和直通转发。
存储转发是指交换机接收整个数据包后再进行处理和转发，而直通转发是指交换机在接收到目标地址后立即进行转发。
4. 交换机的工作模式交换机的工作模式主要包括半双工和全双工。
在半双工模式下，交换机只能同时进行发送或接收数据包，而在全双工模式下，交换机可以同时进行发送和接收数据包，提高了数据传输的效率。
三、交换机的类型1. 交换机的分类根据交换机的用途和性能，可以将交换机分为企业级交换机、工业级交换机、家用交换机、SOHO交换机等。
2. 交换机的功能交换机可以根据其功能分为三层交换机、二层交换机和一层交换机。
三层交换机可以实现网络层路由功能，二层交换机主要用于数据链路层的传输，一层交换机主要用于物理层的传输。
3. 交换机的规模交换机根据规模的大小，可以分为小型交换机、中型交换机和大型交换机。
小型交换机规模比较小，适用于小型公司和个人用户，而大型交换机适用于大型企业和数据中心。
四、交换机的管理和配置1. 交换机的管理方式交换机可以通过Web界面、CLI命令行和SNMP等方式来进行管理和配置。
Web界面是一种图形化界面，便于用户进行管理和配置，CLI命令行是通过命令行来进行管理和配置，SNMP是一种网络管理协议，可以远程监控和管理交换机。
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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。
交换机就主要从提高连接服务器的端口的速率以及相应的帧缓冲区的大小，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全双工技术进一步提高端口的带宽。
以前的网络设备基本上都是采用半双工的工作方式，即当一台主机发送数据包的时候，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、交换机的工作原理传统的交换机本质上是具有流量控制能力的多端口网桥，即传统的（二层）交换机。
把路由技术引入交换机，可以完成网络层路由选择，故称为三层交换，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，是工作在链路层的联网设备，它的各个端口都具有桥接功能，每个端口可以连接一个LAN或一台高性能网站或服务器，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。
同时可以用专门的网管软件进行集中管理。
除此之外，交换机为了提高数据交换的速度和效率，一般支持多种方式。
（1）存储转发：所有常规网桥都使用这种方法。
它们在将数据帧发柱其他端口之前，要把收到的帧完全存储在内部的存储器中，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。
如果级联很长时，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目标地址，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传输速度。
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过程。
对一台新的Catlystl900交换机，使用它的缺省配置就可以工作了。
这因为它是一种将软件装在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，交换机就处于工作状态。
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IP 地址和屏蔽码。
网络管理员须通过交换机的串口接一台终端或仿真终端，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远程管理了。
Catlystl900交换机的配置界面是菜单形式，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电缆与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、交换机的种类交换机是数据链路层设备，它可将多个物理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。
由于交换机是用硬件实现的，因此，传输速度很快。
传输数据包时，交换机要么使用存储---转发交换方式，要么使用断---通交换方式。
目前有许多类型的交换机，其中包括ATM交换机，LAN交换机和不同类型的WAN交换机。
ATM交换机ATM（Asynchronous Transfer Mode）交换机为工作组，企业网络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交换机支持语音，视频和文本数据应用，并可用来交换固定长度的信息单位（有时也称元素）。
企业网络是通过ATM中枢链路连接多个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，同时支持多个设备间的对话。
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。
交换机配置全接触——技术专家与您同步[b]Sample Text[/b]交换机的配置一直以来是非常神秘的，不仅对于一般用户，对于绝大多数网管人员来说也是如此，同时也是作为网管水平高低衡量的一个重要而又基本的标志。
这主要在两个原因，一是绝大多数企业所配置的交换机都是桌面非网管型交换机，根本不需任何配置，纯属“傻瓜”型，与集线器一样，接上电源，插好网线就可以正常工作；另一方面多数中、小企业老总对自己的网管员不是很放心，所以即使购买的交换机是网管型的，也不让自己的网管人员来配置，而是请厂商工程师或者其它专业人员来配置，所以这些中、小企业网管员也就很难有机会真正自己动手来配置一台交换机。
交换机的详细配置过程比较复杂，而且具体的配置方法会因不同品牌、不同系列的交换机而有所不同，本文教给大家的只是通用配置方法，有了这些通用配置方法，我们就能举一反三，融会贯通。
通常网管型交换机可以通过两种方法进行配置：一种就是本地配置；另一种就是远程网络配置两种方式，但是要注意后一种配置方法只有在前一种配置成功后才可进行，下面分别讲述。
一、本地配置方式本地配置我们首先要遇到的是它的物理连接方式，然后还需要面对软件配置，在软件配置方面我们主要以最常见的思科的“Catalyst 1900”交换机为例来讲述。
因为要进行交换机的本地配置就要涉及到硬、软件的连接了，所以下面我们分这两步来说明配置的基本连接过程。
1．物理连接因为笔记本电脑的便携性能，所以配置交换机通常是采用笔记本电脑进行，在实在无笔记本的情况下，当然也可以采用台式机，但移动起来麻烦些。
交换机的本地配置方式是通过计算机与交换机的“Console”端口直接连接的方式进行通信。
可进行网络管理的交换机上一般都有一个“Console”端口（这个在前面介绍集线器时已作介绍，交换机也一样），它是专门用于对交换机进行配置和管理的。
通过Console端口连接并配置交换机，是配置和管理交换机必须经过的步骤。
虽然除此之外还有其他若干种配置和管理交换机的方式（如Web方式、Telnet方式等），但是，这些方式必须依*通过Console端口进行基本配置后才能进行。
因为其他方式往往需要借助于IP地址、域名或设备名称才可以实现，而新购买的交换机显然不可能内置有这些参数，所以通过Console端口连接并配置交换机是最常用、最基本也是网络管理员必须掌握的管理和配置方式。
不同类型的交换机Console端口所处的位置并不相同，有的位于前面板（如Catalyst 3200和Catalyst 4006），而有的则位于后面板（如Catalyst 1900和Catalyst 2900XL）。
通常是模块化交换机大多位于前面板，而固定配置交换机则大多位于后面板。
不过，倒不用担心无法找到Console端口，在该端口的上方或侧方都会有类似“CONSOLE”字样的标识。
除位置不同之外，Console端口的类型也有所不同，绝大多数（如Catalyst 1900和Catalyst 4006）都采用RJ－45端口，但也有少数采用DB－9串口端口（如Catalyst 3200）或DB－25串口端口（如Catalyst 2900）。
无论交换机采用DB－9或DB－25串行接口，还是采用RJ－45接口，都需要通 诺腃onsole线连接至配置用计算机（通常称作终端）的串行口。
与交换机不同的Console端口相对应，Console线也分为两种：一种是串行线，即两端均为串行接口（两端均为母头），两端可以分别插入至计算机的串口和交换机的Console端口；另一种是两端均为RJ－45接头（RJ－45－to－RJ－45）的扁平线。
由于扁平线两端均为RJ－45接口，无法直接与计算机串口进行连接，因此，还必须同时使用一个RJ－45－to－DB－9（或RJ －45－to－DB－25）的适配器。
通常情况下，在交换机的包装箱中都会随机赠送这么一条Console线和相应的DB－9或DB－25适配器。
2、软件配置物理连接好了我们就要打开计算机和交换机电源进行软件配置了，下面我们以思科的一款网管型交换机“Catalyst 1900”来讲述这一配置过程。
在正式进入配置之前我们还需要进入系统，步骤如下：第1步：打开与交换机相连的计算机电源，运行计算机中的Windows 95、Windows 98或Windows 2000等其中一个操作系统。