交换机的基本原理模板
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交 换 机 的 主 要 参 数
12.端口聚合 端口聚合它可将多物理连接当作一个单一的逻 辑连接来处理,它允许两个交换器之间通过 多个端口并行连接同时传输数据以提供更高 的带宽、更大的吞吐量和可恢复性的技术。 将多个物理链路捆绑在一起后,还可以同时 经由被绑定的多个物理链路传输,具有链路 冗余的作用。一般来说,两个普通交换器连 接的最大带宽取决于媒介的连接速度 (100BASE-TX双绞线为200M),而使用 端口聚合技术可以将4个200M的端口捆绑后 成为一个高达800M的连接。这一技术的优 点是以较低的成本通过捆绑多端口提高带宽。
6
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 基 本 原 理
交换机内部拥有一条很高带宽的背板总线、 工作时使用的存储器、内部交换矩阵电路和其 它相关控制机构。交换机这种方式我们可以明 显地看出一方面效率高,不会浪费网络资源, 只是对目的地址发送数据,一般来说不易产生 网络堵塞;另一个方面数据传输安全,因为它 不是对所有节点都同时发送,发送数据时其它 节点很难侦听到所发送的信息。这也是交换机 为什么会很快取代集线器的重要原因之一。
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。
• 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
15
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:
16
交 换 机 的 主 要 参 数
18
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。
基路 本由 和 原交 理换
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
2
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。
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)
13
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:
20
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
21
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。
0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
B
0260.8c01.1111
0260.8c01.3333
C
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
在地址表中有目标主机,数据帧不会泛洪而
直接转发
14
广播帧和多点传送帧
8
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。
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
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 机 的 主 要 参 数
8.背板带宽 交换机的背板带宽也叫交换带宽,是交换机接 口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的 最大数据量,它决定着交换机的数据处理能 力。背板带宽标志了交换机总的数据交换能 力,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。交换机上所有端口能提供的总带宽计算 公式为端口数×相应端口速率×2(全双工 模式)。例如一台16口的10M/100Mbps交 换机的总带宽=16×100Mbps×2= 3.2Gbps。如果总带宽小于等于标称背板带 宽,那么在背板带宽上是线速的。
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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。
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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)
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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。
3
华 为 交 换 机 产 品 及 外 观 介 绍
华三 H3C 交换 机产 品线
4
交换机外观
华 为 交 换 机 产 品 及 外 观 介 绍
5
百度文库
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。
MAC地址表
交 换 机 基 本 原 理
A
0260.8c01.1111
E0: E2: E1: E3:
0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
B
E0 E2
E1 E3
0260.8c01.3333
C
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
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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
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 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。
9
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
10
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
交 换 机 的 主 要 参 数
12.端口聚合 端口聚合它可将多物理连接当作一个单一的逻 辑连接来处理,它允许两个交换器之间通过 多个端口并行连接同时传输数据以提供更高 的带宽、更大的吞吐量和可恢复性的技术。 将多个物理链路捆绑在一起后,还可以同时 经由被绑定的多个物理链路传输,具有链路 冗余的作用。一般来说,两个普通交换器连 接的最大带宽取决于媒介的连接速度 (100BASE-TX双绞线为200M),而使用 端口聚合技术可以将4个200M的端口捆绑后 成为一个高达800M的连接。这一技术的优 点是以较低的成本通过捆绑多端口提高带宽。
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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 基 本 原 理
交换机内部拥有一条很高带宽的背板总线、 工作时使用的存储器、内部交换矩阵电路和其 它相关控制机构。交换机这种方式我们可以明 显地看出一方面效率高,不会浪费网络资源, 只是对目的地址发送数据,一般来说不易产生 网络堵塞;另一个方面数据传输安全,因为它 不是对所有节点都同时发送,发送数据时其它 节点很难侦听到所发送的信息。这也是交换机 为什么会很快取代集线器的重要原因之一。
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。
• 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:
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交 换 机 的 主 要 参 数
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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。
基路 本由 和 原交 理换
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
2
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。
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)
13
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:
20
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
21
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。
0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
B
0260.8c01.1111
0260.8c01.3333
C
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
在地址表中有目标主机,数据帧不会泛洪而
直接转发
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广播帧和多点传送帧
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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。
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
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 机 的 主 要 参 数
8.背板带宽 交换机的背板带宽也叫交换带宽,是交换机接 口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的 最大数据量,它决定着交换机的数据处理能 力。背板带宽标志了交换机总的数据交换能 力,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。交换机上所有端口能提供的总带宽计算 公式为端口数×相应端口速率×2(全双工 模式)。例如一台16口的10M/100Mbps交 换机的总带宽=16×100Mbps×2= 3.2Gbps。如果总带宽小于等于标称背板带 宽,那么在背板带宽上是线速的。
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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。
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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
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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)
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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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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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百度文库
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。
MAC地址表
交 换 机 基 本 原 理
A
0260.8c01.1111
E0: E2: E1: E3:
0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
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E0 E2
E1 E3
0260.8c01.3333
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0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
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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
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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
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 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。
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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
10
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