交换机的基本原理模板
交换机工作原理 ppt课件
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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交换机数据转发原理12－2
MAC地址
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端口号
1
A
❖ 交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： ▪ 交换机A查找MAC地址表 ▪ 交换机A学习主机11的MAC地址 ▪ 交换机A向其他所有端口发送广播
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端口号
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B
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• 交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作： • 交换机B学习源MAC地址和端口号 • 交换机B查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目， 单播转发数据到端口3
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交换机数据转发原理12－9
MAC地址
端口号
11
1
44
3
A
• 交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： • 交换机A学习源MAC地址和端口号 • 交换机A查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目， 单播转发数据到端口1
❖交换机最终的MAC地址表 MAC地址
交换机的工作原理
交换机的工作原理交换机是计算机网络中的核心设备之一，用于实现局域网内计算机之间的数据交换和通信。
它能够根据目的地址将数据包转发到正确的目标设备，提供高效的网络连接和通信服务。
下面将详细介绍交换机的工作原理。
一、交换机的基本原理1. 数据链路层交换机工作在OSI模型的第二层，即数据链路层。
它通过物理接口接收数据帧，解析帧头中的目的MAC地址，根据该地址进行转发决策。
2. MAC地址表交换机内部维护着一个MAC地址表，记录了连接到交换机的设备的MAC地址和对应的物理接口。
当交换机接收到一个数据帧时，它会检查帧头中的目的MAC地址，并在MAC地址表中查找该地址对应的接口。
如果找到匹配项，交换机会将数据帧转发到相应接口；如果找不到匹配项，交换机会将数据帧广播到所有接口（除了源接口）。
3. 学习过程当交换机接收到一个数据帧时，它会将源MAC地址和接收到该帧的接口添加到MAC地址表中。
这个过程称为学习。
通过学习过程，交换机逐渐建立起MAC地址表，提高了数据转发的效率。
4. 数据转发当交换机接收到一个数据帧时，它会根据目的MAC地址在MAC地址表中查找对应的接口。
如果找到匹配项，交换机会将数据帧仅转发到目标接口；如果找不到匹配项，交换机会将数据帧广播到所有接口（除了源接口）。
二、交换机的工作模式1. 存储转发存储转发是交换机最常见的工作模式。
在存储转发模式下，交换机会先接收完整的数据帧，并进行错误检测。
惟独当数据帧完整且无误时，交换机才会进行转发。
这种模式能够保证数据的完整性和可靠性，但延迟较高。
2. 直通转发直通转发是一种基于硬件的快速转发模式。
在直通转发模式下，交换机会在接收到数据帧的同时进行转发，无需等待整个数据帧接收完毕。
这种模式能够提供更低的延迟，适合于对实时性要求较高的应用场景。
三、交换机的性能指标1. 转发速率转发速率是衡量交换机性能的重要指标之一，通常以Mbps或者Gbps表示。
它表示交换机能够处理的最大数据量，越高越好。
交换机工作原理
交换机工作原理一、概述交换机是计算机网络中的重要设备，它负责在局域网中转发数据包。
交换机通过学习和转发数据帧，将数据从源地址传输到目的地址。
本文将详细介绍交换机的工作原理。
二、交换机的基本功能1. 数据帧的转发交换机通过学习数据帧中的源MAC地址，建立一个转发表，记录每一个MAC地址所对应的端口。
当交换机收到一个数据帧时，它会查找转发表，将数据帧转发到目标MAC地址所对应的端口。
2. 广播和多播交换机会将广播和多播帧转发到所有的端口，以确保所有设备都能接收到这些帧。
3. 防止冲突交换机通过使用虚拟局域网（VLAN）或者端口隔离等技术，将不同的设备隔离在不同的广播域中，避免数据冲突。
4. 自学习交换机通过监听网络中的数据帧，学习每一个设备的MAC地址，并将其记录在转发表中。
当交换机收到一个数据帧时，它会查找转发表，找到目标MAC地址对应的端口，并将数据帧转发到该端口。
三、交换机的工作原理1. 帧的接收与发送交换机通过端口接收数据帧，并将其存储在缓冲区中。
然后，交换机会解析数据帧的目标MAC地址，并查询转发表，找到目标MAC地址对应的端口。
最后，交换机将数据帧转发到目标端口。
2. 转发表的建立和更新交换机在接收到数据帧时，会解析源MAC地址，并将其与接收到数据帧的端口关联起来。
如果转发表中已经存在该MAC地址，则更新该MAC地址对应的端口信息；如果转发表中不存在该MAC地址，则将该MAC地址与接收到数据帧的端口信息添加到转发表中。
3. 广播和多播帧的处理交换机会将广播和多播帧转发到所有的端口，以确保所有设备都能接收到这些帧。
4. 碰撞域和广播域的划分交换机可以划分不同的端口为不同的碰撞域，避免数据冲突。
同时，交换机可以划分不同的VLAN，将不同的设备隔离在不同的广播域中。
四、交换机的类型1. 传统交换机传统交换机是最常见的交换机类型，它通常采用以太网技术，支持10/100/1000Mbps的传输速率。
《交换机工作原理》课件
不同的应用场景需要不同数量和类型的端口配置。例如，大型数据中心可能需要大量的高速端口来支 持大规模的数据交换，而一般的办公室环境可能只需要少量的低速端口。
交换机的冗余设计
总结词
交换机的冗余设计是指交换机内部硬件 组件的备份和冗余，以确保交换机在部 分组件故障时仍能正常运行。
VS
详细描述
冗余设计可以提高交换机的稳定性和可靠 性。例如，某些高端交换机可能配备有电 源冗余、风扇冗余、控制引擎冗余等设计 ，以保障设备的持续运行。
02
交换机的工作原理
交换机的基本工作原理
交换机是一种基于MAC地址识别和完成数据交换的设备，它能够根据数据帧中的MAC地址，将数据从 一个端口转发到另一个端口。
交换机内部通常包含一个或多个交换芯片，这些芯片负责高速交换数据，确保数据能够快速地在交换机 内部传输。
交换机的转发方式通常采用存储转发或直通转发，其中存储转发方式能够检测数据帧中的错误，提高数 据传输的可靠性。
交换机的分类
总结词
交换机的分类
详细描述
根据不同的分类标准，交换机可以分为多种类型。按工作层次可分为二层交换机、三层交换机和多层交换机；按 传输速率可分为快速以太网交换机、千兆以太网交换机和万兆以太网交换机；按可管理性可分为可网管交换机和 非网管交换机；按端口类型可分为固定配置交换机和模块化交换机。
区的网络覆盖。
交换机支持多种协议和技术，如 VLAN、STP等，能够实现跨建 筑物的数据传输和网络安全控制
。
园区网中的交换机具备高带宽和 低延迟的特点，满足园区内各个
应用的需求。
数据中心中的应用
数据中心中，交换机主要用于 连接服务器和存储设备，提供 高速、可靠的数据传输服务。
交换机工作原理
交换机工作原理交换机是网络中的重要设备，负责在局域网中实现数据包的转发和交换。
它通过学习目的地址和建立转发表，实现数据包的快速传输。
本文将从交换机的工作原理出发，详细介绍交换机的工作原理及其作用。
一、交换机的基本工作原理1.1 学习目的地址：交换机通过监听网络中的数据包，学习每个设备的MAC地址，并将这些地址存储在转发表中。
1.2 建立转发表：交换机根据学习到的MAC地址，建立转发表，记录每个设备的位置，以便快速转发数据包。
1.3 数据包转发：当交换机接收到数据包时，会查找转发表，确定数据包的目的地址，然后将数据包转发到目的设备。
二、交换机的工作模式2.1 学习模式：交换机在初始状态下处于学习模式，会监听网络中的数据包，并学习设备的MAC地址。
2.2 转发模式：一旦交换机学习到目的设备的MAC地址，就会进入转发模式，根据转发表快速转发数据包。
2.3 广播模式：当交换机无法找到目的设备的MAC地址时，会将数据包广播到所有端口，以寻找目的设备。
三、交换机的优点3.1 提高网络性能：交换机能够实现数据包的快速转发，提高网络的传输效率。
3.2 增强网络安全：交换机能够根据MAC地址过滤数据包，增强网络的安全性。
3.3 支持多种网络协议：交换机能够支持多种网络协议，适用于不同类型的网络环境。
四、交换机的分类4.1 传统交换机：传统交换机采用存储转发方式进行数据包的转发，适用于小型网络环境。
4.2 三层交换机：三层交换机能够实现路由功能，支持不同网络之间的通信。
4.3 可管理交换机：可管理交换机具有远程管理功能，可以对交换机进行监控和配置。
五、交换机的应用领域5.1 企业网络：交换机在企业网络中起到连接各个部门设备的作用，实现内部通信和数据传输。
5.2 数据中心：交换机在数据中心中扮演关键角色，支持大规模数据传输和处理。
5.3 云计算：交换机在云计算环境中能够实现虚拟化网络的搭建，支持大规模的虚拟机通信。
总结：交换机作为网络中的重要设备，通过学习目的地址和建立转发表，实现数据包的快速传输。
交换机工作原理
交换机工作原理交换机是计算机网络中常用的网络设备，用于在局域网（LAN）内实现数据的转发和交换。
它通过学习和记忆网络中不同设备的物理地址（MAC地址）来决定数据包的转发路径。
本文将详细介绍交换机的工作原理。
一、交换机的基本功能交换机的基本功能是通过物理端口与其他设备连接，根据数据包中的目标MAC地址将数据包转发到相应的端口。
交换机具有以下功能：1. 学习：交换机能够学习网络中各个设备的MAC地址，并将其存储在一个地址表中。
当交换机收到一个数据包时，它会查找目标MAC地址在地址表中对应的端口，并将数据包转发到该端口。
2. 转发：交换机根据学习到的地址表将数据包转发到目标设备所在的端口。
如果目标设备的MAC地址不在地址表中，交换机将广播数据包到所有端口，以便学习新的MAC地址。
3. 过滤：交换机可以根据设备的MAC地址、IP地址、端口号等信息来过滤数据包，只将符合规则的数据包转发到相应的端口，提高网络的安全性和性能。
二、交换机的工作原理1. 帧的转发过程当交换机收到一个数据帧时，它会首先检查数据帧的目标MAC地址。
如果目标MAC地址在地址表中，交换机会将数据帧转发到相应的端口；如果目标MAC地址不在地址表中，交换机会将数据帧广播到所有端口，以便学习新的MAC地址。
交换机还会更新地址表，将源MAC地址和对应的端口添加到地址表中。
2. 广播和单播交换机在转发数据帧时，会根据目标MAC地址的类型进行不同的处理。
如果目标MAC地址是广播地址（全为1），交换机会将数据帧广播到所有端口；如果目标MAC地址是单播地址，交换机会根据地址表将数据帧转发到相应的端口。
3. 碰撞域和广播域交换机的工作原理使得每个交换机端口都成为一个独立的碰撞域。
碰撞域是指在网络中，当两个或多个设备同时发送数据时，数据包会发生碰撞，造成数据丢失。
而交换机的工作原理可以避免碰撞域的出现，提高了网络的传输效率。
另外，交换机也能够划分广播域，减少广播数据包的传播范围，提高网络的安全性和性能。
1交换机基本原理
1交换机基本原理交换机是计算机网络中起到连接和转发数据的作用的网络设备。
它可以根据数据包中的目的地址来决定将数据包发送到哪个端口。
交换机的基本原理包括物理层和数据链路层两个方面。
物理层方面，交换机的端口使用物理接口与其他设备连接。
交换机在接收到数据包后，会将其解析成比特流，并通过电路交换技术将比特流发送到目标设备的端口上。
交换机通常使用以太网接口，支持传输数据的速度可达到几百兆每秒或几十个千兆每秒。
物理接口通常使用RJ45接口或光纤接口。
在数据链路层方面，交换机使用MAC地址来识别设备和端口之间的关系。
每个网络接口都有一个唯一的MAC地址，用于标识设备。
当交换机接收到一个数据包时，会查询内部的MAC地址表，该表记录了目标MAC地址和与之对应的端口。
根据MAC地址表的记录，交换机将数据包发送到正确的目标端口。
如果目标地址不在MAC地址表中，交换机将广播数据包到所有的端口，以确保目标设备会收到数据包。
此外，交换机还有一些其他的功能：流量控制、碰撞域的划分和虚拟局域网的实现。
流量控制是交换机的一项重要功能。
它可以通过启用缓冲队列和速度匹配等机制来控制流入和流出交换机的数据流量。
这样可以避免高峰时段的数据拥堵和丢包。
交换机还可以划分碰撞域。
在以太网中，当两个设备同时发送数据时，会发生碰撞，导致数据包丢失。
在交换机中，每个端口都有自己的缓冲区，不同端口之间的通信是互相独立的，因此碰撞域可以被划分为单个端口。
交换机还支持虚拟局域网（VLAN）的实现。
VLAN可以将一个局域网划分成多个逻辑上的子网络，不同的VLAN之间的通信需要通过路由器来实现。
通过VLAN，可以实现不同子网之间的逻辑隔离和安全性。
基于以上的基本原理，交换机在计算机网络中起到了连接和转发数据的重要作用。
通过使用交换机，可以提高网络的传输效率和安全性，降低数据碰撞和冲突发生的概率，从而更有效地进行数据通信。
交换机工作原理课件
CHAPTER 06
交换机的发展趋势和未来展望
交换机技术的发展趋势
高速化
智能化
随着网络带宽的不断增长，交换机端口速 率也在不断升级，从千兆向万兆发展，以 满足高速数据传输的需求。
交换机技术正朝着智能化方向发展，具备 更高级的安全功能、流量控制和自动化管 理特性，提高网络管理的效率和可靠性。
虚拟化
交换机的发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时出现了基于电路交换的电话交换机。随着计算机技 术和通信技术的发展，分组交换技术逐渐兴起，并应用于数据通信领域。进入21世纪，交换机技术不 断发展，出现了更加智能、高效、可靠和安全的交换机设备。
CHAPTER 02
交换机的工作原理
交换机的基本工作原理
机的核心参数之一。
包转发率
交换机包转发率是指交换机每秒钟 能够转发的数据包的数量，是衡量 交换机性能的重要指标之一。
延迟
交换机延迟是指从发送方发送数据 到接收方接收数据所需的总时间， 包括传输延迟、处理延迟和缓冲区 排队延迟等。
CHAPTER 03
交换机的硬件结构
交换机的物理结构
01
02
03
交换机外观
园区网中的Leabharlann 换机还需要支持多种协议和管理功能，以便于网络的统一管理和维护。
数据中心中的应用
数据中心中，交换机主要用于连接服 务器和存储设备，提供高速、稳定的 数据传输通道。
数据中心中的交换机还需要具备虚拟 化和自动化的功能，以简化网络管理 和提高资源利用率。
数据中心中的交换机需要具备高性能 和低延迟的特点，以满足高负载和高 流量的需求。
CHAPTER 04
交换机的软件系统
交换机的操作系统
交换机的基本原理
交换机的基本原理交换机是一种在计算机网络中起到转发数据包的作用的设备。
它可以根据数据包的目的地址来决定将数据包发送到哪个端口，从而实现不同设备之间的通信。
交换机有如下几个基本原理：1.学习：交换机工作的第一个基本原理是学习。
当一个数据包到达交换机时，交换机会检查数据包的源MAC地址，并将这个MAC地址和到达的端口关联起来。
这样交换机就可以建立一个源MAC地址表，用来识别网络中每个设备的位置。
2.过滤：交换机的第二个基本原理是过滤。
当一个数据包到达交换机时，交换机会查找目的MAC地址表，并根据目的MAC地址将数据包转发到相应的端口。
如果目的MAC地址不在表中，交换机会将数据包广播到所有端口。
3.转发：交换机的第三个基本原理是转发。
当一个数据包到达交换机时，交换机会将数据包转发到目的端口。
它可以通过MAC地址表快速找到目的端口，并将数据包发送到该端口上。
4.转发表：为了提高转发效率，交换机使用了转发表。
转发表是一个数据结构，用来存储源MAC地址和目的MAC地址之间的映射关系。
转发表可以通过不断学习和更新来保持最新的信息。
5.集线器和交换机的区别：集线器和交换机都可以用来连接计算机和其他网络设备。
然而，它们之间有一些重要的区别。
集线器是一种简单的设备，它只能将数据包从一个端口广播到其他所有端口。
而交换机可以根据目的MAC地址将数据包转发到特定的端口，提供更高效的数据传输。
6.跨VLAN通信：交换机还可以用来实现不同VLAN之间的通信。
VLAN是一种逻辑上划分网络的技术，它可以将一个物理网络划分为多个逻辑网络。
交换机可以通过配置VLAN来实现不同VLAN之间的转发。
7. QoS（Quality of Service）：交换机还支持QoS技术，用于提供不同等级的服务质量。
交换机可以根据数据包的优先级来确定转发顺序，从而提高网络的性能和可靠性。
总结起来，交换机的基本原理包括学习、过滤、转发和转发表。
交换机通过学习源MAC地址和目的MAC地址之间的映射关系，来确定数据包的转发路径，从而实现高效的数据传输。
交换机工作原理
交换机工作原理引言概述：交换机是计算机网络中常用的网络设备，用于实现数据的转发和交换。
它在局域网中起到连接和传输数据的作用。
本文将详细介绍交换机的工作原理，包括数据转发、地址学习、冲突检测、广播和虚拟局域网等方面。
一、数据转发1.1 学习目的MAC地址交换机通过学习目的MAC地址来确定数据的转发目的地。
当交换机接收到数据帧时，它会检查帧中的目的MAC地址，并将该地址与交换机的MAC地址表进行比对。
1.2 MAC地址表交换机会维护一个MAC地址表，记录着与交换机相连的设备的MAC地址和相应的接口。
当交换机接收到数据帧时，它会查找MAC地址表，如果找到了目的MAC地址对应的接口，就将数据帧转发到该接口。
1.3 转发过程当交换机接收到数据帧后，它会根据目的MAC地址在MAC地址表中查找，如果找到了对应的接口，则将数据帧转发到该接口。
如果没有找到对应的接口，则将数据帧广播到所有其他接口。
二、地址学习2.1 学习源MAC地址交换机还能够学习源MAC地址，即记录下每个接口上发送过数据的设备的MAC地址。
当交换机接收到数据帧时，它会将源MAC地址和接收到该帧的接口绑定，并更新MAC地址表。
2.2 更新MAC地址表交换机会定期检查接口上的活动情况，如果发现某个接口上没有活动的设备，则会将该设备的MAC地址从MAC地址表中删除。
2.3 防止地址欺骗为了防止地址欺骗攻击，交换机还可以通过端口安全等机制，限制每个接口上能够学习的MAC地址数量，从而提高网络的安全性。
三、冲突检测3.1 CSMA/CD协议交换机通过CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）协议来检测冲突。
当交换机接收到数据帧时，它会检测帧中的冲突标志位，如果检测到冲突，就会发送一个冲突信号，通知发送方停止发送数据。
3.2 重传机制当交换机检测到冲突后，发送方会根据指数退避算法等机制，等待一段随机时间后重新发送数据。
这样可以避免多个设备同时发送数据引起的冲突。
交换机工作原理范文
交换机工作原理范文交换机是计算机网络中最常见的设备之一，主要用于在局域网或广域网中传递数据帧。
交换机的工作原理可以分为以下几个方面。
1.数据链路层工作原理：交换机工作在网络的第二层，即数据链路层。
当交换机接收到一个数据帧时，会检查数据帧的目的MAC地址，并根据自身的路由表，将数据帧转发到相应的端口上。
交换机会学习每个端口所连接的设备的MAC地址，并将这些信息存储在自己的路由表中，以便下次可以更快地转发数据。
2.交换机的转发方式：交换机主要有两种转发方式，一种是存储转发方式，一种是直通转发方式。
存储转发方式是指交换机在接收到整个数据帧后，会先将其存储在内存中进行完整的检查，然后再转发至目标端口。
这种方式可以避免因错误的数据帧而造成的网络拥堵。
直通转发方式是指交换机只检查目的MAC地址的前6个字节，然后快速将数据转发到目标端口，以提高转发效率。
3.交换机的地址学习和更新：交换机通过学习每个端口所连接设备的MAC地址，建立自己的转发表。
当交换机接收到一个数据帧时，会检查数据帧的源MAC地址，并将该地址与接收该数据帧的端口相关联。
如果在转发表中找不到该源MAC地址，则将该地址与接收该数据帧的端口相关联，并将该信息存储在转发表中。
如果已经存在该源MAC地址与端口的对应关系，则更新该对应关系的时间戳。
4.交换机的广播和多播转发：当交换机接收到一个广播帧时，会将该广播帧转发到所有的端口上，除了接收到该广播帧的端口。
这样，其他设备就能收到这个广播帧。
多播转发的原理类似，只不过交换机只会转发到与该多播地址相关的端口上。
5.交换机的拥塞控制：当交换机接收到大量的数据帧导致网络拥堵时，会通过一些策略来进行拥塞控制，以保证网络的正常运行。
其中一种常见的策略是使用队列来缓存数据帧，以控制数据帧的发送速率，避免网络拥堵。
另一种策略是使用流量控制机制，当交换机接收到过多的数据帧时，会主动向发送方发送一个拥塞信号，告诉它减缓数据发送的速率。
交换机工作原理
交换机工作原理标题：交换机工作原理引言概述：交换机是网络中的重要设备，它起着连接网络设备并实现数据传输的关键作用。
了解交换机的工作原理对于网络管理员和工程师来说是非常重要的，本文将详细介绍交换机的工作原理。
一、交换机的基本功能1.1 数据帧的转发：交换机通过学习MAC地址表，将数据帧从一个端口转发到另一个端口，实现设备之间的通信。
1.2 广播和单播过滤：交换机能够过滤广播帧，只将单播帧发送到目标设备，减少网络拥塞。
1.3 VLAN划分：交换机可以将网络划分为不同的虚拟局域网(VLAN)，实现不同VLAN之间的隔离和互通。
二、交换机的工作原理2.1 MAC地址学习：交换机通过监听网络中的数据帧，学习源MAC地址和对应的端口，建立MAC地址表。
2.2 数据帧转发：当交换机接收到数据帧时，会查找MAC地址表，确定目标MAC地址对应的端口，然后将数据帧转发到目标端口。
2.3 广播和单播处理：交换机会将广播帧发送到所有端口，而单播帧只会发送到目标设备对应的端口。
三、交换机的端口类型3.1 交换端口：连接终端设备的端口，用于数据帧的转发和接收。
3.2 上联端口：连接到其他交换机或路由器的端口，用于实现不同网络设备之间的通信。
3.3 管理端口：用于远程管理和配置交换机的端口，通常是通过SSH或Telnet 协议进行管理。
四、交换机的转发方式4.1 存储转发方式：交换机接收到整个数据帧后再进行转发，保证数据的完整性和准确性。
4.2 逐段转发方式：交换机在接收到数据帧的同时就开始转发，减少延迟和提高转发效率。
4.3 仲裁转发方式：交换机通过仲裁机制来确定数据帧的转发顺序，避免数据冲突和丢包。
五、交换机的性能特点5.1 转发速率：交换机的转发速率决定了数据帧的处理能力，通常以每秒转发的数据包数量来衡量。
5.2 缓存容量：交换机的缓存容量影响了数据帧的存储和转发效率，越大的缓存容量意味着更快的数据传输速度。
5.3 端口数量：交换机的端口数量决定了连接设备的数量和网络规模，通常有8、16、24、48个端口可供选择。
交换机的工作原理
交换机的工作原理标题：交换机的工作原理引言概述：交换机是网络中的重要设备，用于在局域网中传输数据包。
它能够根据MAC地址将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现网络设备之间的通信。
本文将详细介绍交换机的工作原理。
一、数据包转发过程1.1 数据包接收：交换机通过端口接收到数据包。
1.2 MAC地址学习：交换机将数据包中的源MAC地址和端口绑定存储在MAC地址表中。
1.3 数据包转发：根据目的MAC地址查找MAC地址表，将数据包转发到目的端口。
二、广播和单播处理2.1 广播处理：当交换机接收到广播数据包时，会将数据包转发到所有端口，实现广播通信。
2.2 单播处理：当交换机接收到单播数据包时，会根据目的MAC地址将数据包转发到目的端口，实现点对点通信。
2.3 数据包过滤：交换机能够过滤掉不需要的数据包，提高网络性能。
三、冲突域和广播域3.1 冲突域：交换机能够将网络划分为多个冲突域，减少数据包冲突，提高网络效率。
3.2 广播域：交换机能够将网络划分为多个广播域，减少广播风暴，提高网络安全性。
3.3 VLAN技术：通过VLAN技术，可以在交换机上划分虚拟局域网，实现不同网络设备之间的隔离。
四、端口类型和速率4.1 端口类型：交换机通常有普通端口、上行端口和堆叠端口等不同类型的端口。
4.2 速率控制：交换机支持不同速率的数据传输，如千兆以太网、万兆以太网等。
4.3 端口聚合：通过端口聚合技术，可以将多个端口组合成一个逻辑端口，提高网络带宽。
五、安全性和管理5.1 安全性：交换机支持MAC地址过滤、端口安全等功能，保障网络数据的安全性。
5.2 管理：交换机提供Web界面、命令行接口等多种管理方式，方便网络管理员对交换机进行配置和监控。
5.3 高可用性：交换机支持冗余备份、链路聚合等技术，提高网络的可靠性和稳定性。
结论：交换机作为网络中的重要设备，通过数据包转发、广播处理、冲突域划分等功能，实现网络设备之间的高效通信。
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”。
《交换机的基本原理》课件
转发延迟
交换机的转发延迟指的是数据包从交换机的一个端口 到另一个端口所需的时间。
带宽利用率
交换机的带宽利用率指的是交换机实际使用的带宽与
可靠性
交换机的可靠性是指交换机在工作过程中的稳定性和
交换机的配置与管理
1
虚拟局域网配置
2
通过对交换机进行VLAN（虚拟局域网）配置，
可以将同一设备上的不同端口划分到不同的
交换机的应用实例
1 局域网内的交换机
2 广域网内的交换机
交换机是构建局域网的重要设备，能够实现快速、 可靠的内部通信。
通过连接不同地域的网络，交换机可以实现资源 共享、通信等功能，满足企业应用的需求。
3 数据中心内的交换机
4 无线接入网络中的交换机
在大型数据中心中，交换机扮演着数据交换和通 信的重要角色，同时需要满足高性能、可靠性等 诸多要求。
交换机的工作原理
转发流程
交换机通过查找表对数 据包进行处理和转发。
查找表
交换机通过查找表确定 数据包应该转发的端口。
决策过程
交换机在对查找表进行 匹配时会进行决策过程， 根据不同的情况作出不 同的判断。
转发速度
交换机的转发速度是影 响网络性能的重要指标。
交换机的性能指标
吞吐量
交换机的吞吐量指的是单位时间内可处理的数据量。 它是衡量交换机性能的一项重要指标。
无线接入网络越来越普及，交换机作为构建无线 网络的核心设备，能够提供无线信号的传输、接 收、转发等功能。
交换机的发展趋势
软件定义网络 技术
SDN实现了网络设备的 可编程化，以加快网络 应用部署、网络管理等。
虚拟化技术
交换机虚拟化技术可以 将多个交换机虚拟成一 个独立的逻辑交换机， 从而提高网络的利用率 和可靠性。
交换机的工作原理
交换机的工作原理交换机是计算机网络中常见的网络设备，用于连接多台计算机或其他网络设备，实现数据的传输和交换。
它在局域网（LAN）中起到关键的作用，能够提供高速、可靠的数据传输。
一、交换机的基本原理交换机通过物理端口连接计算机或其他网络设备，它能够根据MAC地址（Media Access Control Address）来识别不同设备，并将数据包从一个端口转发到另一个端口。
交换机的基本原理包括以下几个方面：1. MAC地址学习：交换机通过监听网络中的数据流量，学习到不同设备的MAC地址，并将其存储在交换表中。
交换表记录了MAC地址与端口之间的对应关系。
2. 数据转发：当交换机接收到一个数据包时，它会查找交换表，找到目标MAC地址对应的端口，然后将数据包转发到该端口。
如果交换表中没有目标MAC地址的记录，交换机会将数据包广播到所有端口，以便找到目标设备。
3. 广播和组播：交换机能够识别广播和组播数据包，并将其转发到所有端口。
广播数据包是发送给网络中所有设备的数据包，而组播数据包是发送给特定组的设备的数据包。
4. VLAN（Virtual Local Area Network）：交换机还支持VLAN技术，它可以将网络划分为多个虚拟局域网，每个VLAN相互隔离，提高网络的安全性和性能。
5. 数据过滤：交换机可以根据MAC地址、IP地址、端口号等信息对数据包进行过滤，只将符合条件的数据包转发到相应的端口，从而提高网络的效率。
二、交换机的工作模式交换机有两种常见的工作模式：存储转发和透明转发。
1. 存储转发：存储转发是一种较为常见的工作模式，交换机在接收到数据包后，会先将数据包完全接收并存储在缓冲区中，然后再进行校验和处理。
只有在数据包完全正确时，才会将数据包转发到目标端口。
2. 透明转发：透明转发是一种较为简单的工作模式，交换机在接收到数据包后，会直接将数据包转发到目标端口，不进行校验和处理。
这种工作模式适用于网络负载较轻的情况。
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交 换 机 的 基第 本一 配章 置 和 使 用
华为交换机产品及外观介绍
本 课 目 录
交换机的 基本配置 和使用
交换机基本原理
交换机的主要参数
交换机的选型
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华 为 交 换 机 产 品 及 外 观 介 绍
目前市场常用数据通信产品品牌有： Cisco（思科）、 Huawei（华为）、 3COM（三康）、 D-Link、 TP-Link、 RuiJie（锐捷）、 神州数码、 H3C（华三） 等。
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交 换 机 的 主 要 参 数
2.端口类型 端口类型是指交换机上提供的端口是以太网、 令牌环、FDDI还是ATM等类型，一般来说 固定端口交换机只有单一类型的端口，适合 中小企业或个人用户使用，而模块化交换机 由于可以有不同介质类型的模块可供选择， 端口类型更为丰富，这类交换机适合部门级 以上级别用户选择。快速以太网交换机端口 类型一般包括10Base-T、100Base-TX、 100Base-FX，其中10Base-T和100BaseTX一般是由10M/100M自适应端口提供。
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交换机如何学习主机的位置
MAC地址表
交 换 机 基 本 原• 理•
E0: 0260.8c01.1111 E3: 0260.8c01.4444
A B
0260.8c01.1111
E0 E2
E1 E3
0260.8c01.3333
C
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
主机D发送数据帧给主机C
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交 换 机 的 主 要 参 数
3.端口数量 交换机设备的端口数量是交换机最直观的衡量 因素，通常此参数是针对固定端口交换机而 言，常见的标准的固定端口交换机端口数有 8、16、24、48等以8的倍数提供端口几种。 固定端口交换机虽然价格相对便宜，但由于它 只能提供有限的端口和固定类型的接口，无 论从可连接的用户数量上，还是所从可使用 的传输介质上来讲都具有一定的局限性，但 这种交换机在工作组中应用较多，一般适用 于小型企业网络、管理子系统和工作区子系 统环境。
交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机D的 MAC地址对应端口E03
• 该数据帧转发到除端口E3以外的其它所有端口 (不清楚目标 主机的单点传送用泛洪方式)
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交换机如何过滤帧
MAC地址表
交 换 E0 E1 机 X 基 X E2 E3 本 原 理 交换机A发送数据帧给主机C
A
E0: E2: E1: E3:
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交 换 机 的 主 要 参 数
9.转发速率 转发速率也称吞吐量，是指交换机每秒钟 接收数据位并通过合适的端口发送出去 的最大数据位数。就相当于一座立交桥 每秒钟能通过的车辆的流量。它是交换 机的一个重要参数，标志着交换机的具 体性能。交换机的转发速率=千兆端口 数量×1.488Mpps+百兆端口数量 *0.1488Mpps。因为包转发线速的衡量 标准是以单位时间内发送64byte的数据 包（最小包）的个数作为计算基准的。
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交 换 4.传输模式 机 传输模式有全双工、半双工、全双工/半 的 双工自适应等三种模式。 主 全双工的好处在于迟延小，速度快。目 要 前的交换机都支持全双工。 参 数
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交 换 机 的 主 要 参 数
5.传输速率 交换机的传输速度是指交换机端口的数 据交换速度。目前常见的有10Mbps、 100Mbps、1000Mbps等几类。除此 之外还有10GMbps交换机，但目前市 场供给很少。 10M/100Mbps自适应交换机适合工作组 级别使用，纯100Mbps或1000Mbps 交换机一般应用在部门级以上的应用 或骨干级别的应用当中。10GMbps的 交换机主要用在电信等骨干网络上。
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华 为 交 换 机 产 品 及 外 观 介 绍
华三 H3C 交换 机产 品线
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交换机外观
华 为 交 换 机 产 品 及 外 观 介 绍
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交 换 机 基 本 原 理
交换机工作在OSI的第二层，可以 看作是一台多端口的网桥，为所连接 的两台设备提供一条独享的点到点的 虚电路。 交换机可以工作在全双工模式下。
1.MAC地址表 MAC地址数量是指交换机的MAC地址表 中可以最多存储的MAC地址数量。不 同档次的交换机每个端口所能够支持 的MAC数量不同。在交换机的每个端 口，都需要足够的缓存来记忆这些 MAC地址，缓存容量的大小就决定了 相应交换机所能记忆的MAC地址数量 的多少。越是高档的交换机能记住的 MAC地址数量就越多。
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交 换 机 基 本 原 理
交换机与集线器的区别： 1.在OSI参考模型中的工作层次不同。集线器 一般是工作在物理层，目前较为普通的交换机 至少是工作在第二层，更高级的交换机可以工 作在网络层和传输层。 2.交换机的数据传输方式不同。集线器的数据 传输方式是广播（broadcast）方式，而交换 机是点对点的数据发送。 3.带宽占用方式不同。在带宽占用方面，集线 器所有端口是共享集线器的总带宽，而交换机 的每个端口都具有自己的带宽。 4.传输模式不同。集线器只能采用半双工方式 进行传输的，因为集线器是共享传输介质的。
• 主机D发送广播帧或多点帧 • 广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口
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交 换 机 的 主 要 参 数
目前市场上的交换机品种繁多，应 用技术不同，价格差异较大，不同的交 换机所能提供的性能也不一样，不同的 技术应用影响着企业网络的整体性能。 目前交换机的主要参数有：16Biblioteka 交 换 机 的 主 要 参 数
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交 换 机 的 主 要 参 数
7.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。 直通交换方式。采用直通交换方式的以太网交 换机在输入端口检测到一个数据帧时，检查 该帧的包头，获取帧的目的地址，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，把数据帧直通到相应 的端口，实现交换功能。由于它只检查数据 帧的包头（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。
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交 换 机 的 主 要 参 数
11.延扩方式 当一个网络需要的端口数量不能被一台 交换机满足时，可以通过两种方式来 扩展交换机的端口：级联和堆叠。 级联是指使用普通的线缆将两台或两台 以上的交换机连接在一起，实现相互 之间的通讯。能级联的交换机的前面 板上通常有一个Up-Link口，这就是和 上级设备级联的地方。级联的设备是 上下级关系，下级设备的所有端口共 享着和上级连接的端口的带宽。
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交 换 机 的 主 要 参 数
6.模块化插槽数 模块化插槽数量是针对模块化交换机而言。模 块化插槽数量就是指模块化交换机所能安插 的最大模块数。在模块化交换机中，为用户 预留了不同数量的空余插槽，以方便用户扩 充各种接口，预留的插槽越多，用户扩充的 余地就越大。 模块化交换机配备了多个空闲的插槽，用户可 选择不同数量、不同速率和不同接口类型的 模块，以适应千变万化的网络需求。但拥有 更大的灵活性和可扩充性。像这样模块化交 换机的端口数量就取决于模块的数量和插槽 的数量。
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交 换 机 基 本 原 理
交换机的英文名称为“Switch”，它是 集线器的升级换代产品，采用与集线器 不同的工作原理。如果从产品的外观上 来看，交换机与常用的集线器基本上没 有多大区别，一般都是一个金属外壳的 扁形长方体，在面板上有多个RJ-45接口。 通常交换机应该具备以下基本的功 能：物理编址、错误校验（一般情况下 采用的是CRC校验方法）、帧序列以及流 量控制等。
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交换机的三个功能
交 换 机 基 本 原 理
地址学习
帧的转发/过滤
回路防止
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交换机如何学习主机的位置
交 换 机 基 本 原 理
MAC地址表
A
B
0260.8c01.1111
E0 E2
E1 E3
0260.8c01.3333
C
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
• 最初开机时MAC地址表是空的
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交换机如何学习主机的位置
MAC地址表 E0: 0260.8c01.1111
交 换 机 基 本 原 理
A
B
0260.8c01.1111
E0
E1
0260.8c01.3333
C
E2
E3
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
• 主机A发送数据帧给主机C
• 交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机A的 MAC地址 对应端口E0 • 该数据帧转发到除端口E0以外的其它所有端口 (不清楚 目标主机的单点传送用泛洪方式)
1.MAC地址表 交换机可以识别连在网络上的节点的网卡 MAC地址，并把它们保存到MAC地址表里。 这个MAC地址表存放于交换机的缓存中， 并记住这些地址，当需要向目的地址发送数 据时，交换机就可在MAC地址表中查找这 个MAC地址的节点位置，然后直接向这个 位置的节点发送。
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交 换 机 的 主 要 参 数
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交 换 机 的 主 要 参 数
10.VLAN支持 VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一 个个更小的局域网，从而实现虚拟工作组的 数据交换技术。这种技术可以实现端口的分 隔，即便在同一个交换机上，处于不同 VLAN的端口也是不能通信的。它还有利于 网络的安全，不同VLAN不能直接通信，杜 绝了广播信息的不安全性。第三个优势是可 以进行灵活的管理，更改用户所属的网络不 必换端口和连线，只更改软件配置就可以了。 VLAN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；可以用于控制网络 中不同部门、不同站点之间的互相访问。