交换机理论概述
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。
多层交换技术理论篇
汇报人：2023-12-01•多层交换技术概述•多层交换技术基本原理•多层交换技术理论篇•VRRP实现网关冗余技术目•部署多层交换VRRP实现网关冗余实验•多层交换技术发展与趋势录01多层交换技术概述多层交换技术是一种基于网络通信协议的交换技术，它可以在不同的网络层上实现数据包的交换和路由。
多层交换技术可以同时处理多个网络层的通信协议，能够根据数据流的不同层次进行分类和转发，具有较高的灵活性和可扩展性。
定义与特点特点定义多层交换技术起源于20世纪90年代，当时随着互联网的快速发展，传统的路由器和交换机已经无法满足网络通信的需求，因此多层交换技术应运而生。
发展随着网络通信技术的不断进步，多层交换技术也在不断发展和完善，目前已经广泛应用于大型网络、数据中心和云计算等领域。
多层交换技术可以同时处理多个网络层的通信协议，能够根据数据流的不同层次进行分类和转发，具有较高的灵活性和可扩展性，同时还可以减少网络传输延迟和数据包丢失等问题。
优势多层交换技术的实现较为复杂，需要较高的技术水平和配置管理，同时也存在一些安全风险和漏洞，需要加强安全管理和维护。
不足02多层交换技术基本原理硬件交换也称为矩阵交换，是一种使用硬件设备实现数据交换的技术。
硬件交换具有高速、高效的特点，适用于大规模、高流量的网络环境。
软件交换也称为协议交换，是一种通过软件实现数据交换的技术。
软件交换具有灵活性和可扩展性，适用于多协议、多业务的需求。
硬件交换和软件交换基于路由器的多层交换通过路由器实现不同网络层之间的数据交换。
路由器可以识别IP地址和其他协议，并根据路由表将数据包转发到目标地址。
基于交换机的多层交换通过交换机实现不同网络层之间的数据交换。
交换机可以识别MAC地址和其他协议，并根据转发表将数据包转发到目标地址。
基于路由器的多层交换与基于交换机的多层交换的…路由器和交换机在多层交换中各有优缺点。
路由器具有更强的路由和协议支持能力，但性能相对较低；交换机具有更高的性能和更灵活的配置能力，但支持的协议和功能相对较少。
交换机工作原理
交换机工作原理交换机是计算机网络中一个重要的组成部分，它能够实现对局域网内的数据处理和转发，使得网络传输更加高效和稳定。
本文将详细介绍交换机的工作原理。
一、交换机概述交换机是一种连接两个或多个数据链路的网络设备，可以让信息在局域网中被准确地传送到目标地址。
它有很多种类，包括无线交换机、路由交换机等。
它的主要作用是将数据流转发到目标地址，从而实现数据在网络中的传输。
交换机的工作原理主要分为两种方式：包交换和电路交换。
包交换使用缓存区来暂存数据包，然后再根据数据包的地址进行转发。
电路交换则直接将数据流接通到目标地址，是一种点对点的传输方式。
由于包交换可以实现多对多的连接，所以在网络中得到了广泛应用。
二、交换机的数据转发对于交换机来说，它需要进行三项工作：学习、转发和过滤。
学习是指交换机需要记录每个源地址的进入端口，转发是指将数据转发到目标地址，过滤是指交换机需要过滤掉无效数据包。
当一台设备向交换机发送数据包时，交换机需要先学习该源地址。
在交换机中设置了一个转发表，用于存储各个设备的MAC 地址，同时记录该MAC 地址对应的进入端口。
当一个数据包到达交换机时，交换机会查找该MAC 地址对应的出口端口，并向这个出口端口发送数据包。
如果交换机没有记录到源地址，它会将数据包广播出去，通过广播的方式通知其他设备信息。
当其他设备接收到该数据包时，会将源地址和端口信息发回给交换机，使得交换机可以学习新的设备。
三、交换机的广播与转发交换机的广播是指当交换机收到一个数据包时，如果该数据包的目标地址是广播地址或未知地址时，交换机会将该数据包转发到所有设备。
由于广播地址不唯一，所以这种方式不太适合大规模的网络。
交换机的转发是指当交换机收到一个数据包时，如果该数据包的目标地址已经在交换机的转发表中被记录，那么它会将数据包直接转发给目标设备。
如果该数据包的目标地址没有被记录，那么交换机会将数据包广播到所有端口，以便建立新的转发表。
简述交换机工作原理
简述交换机工作原理
交换机是用于在计算机网络中转发数据的设备。
其工作原理可以简述如下：
1. 数据帧的传输：当一台主机想要发送数据时，首先将数据分割成较小的数据帧。
每个数据帧都包含了目标MAC地址、源MAC地址以及数据内容。
2. MAC地址表：交换机内部维护了一个MAC地址表，用于记录已知的主机MAC地址与其所在的接口的对应关系。
初始状态下，该表为空。
3. 数据帧的到达：当一个数据帧到达交换机时，交换机会解析数据帧中的MAC地址，从MAC地址表中查找与目标MAC 地址对应的接口。
4. MAC地址学习：如果交换机的MAC地址表中没有与目标MAC地址对应的记录，交换机会将该数据帧通过所有的接口广播出去。
5. 接口学习：当广播的数据帧到达其他主机时，主机会检查数据帧的目标MAC地址是否与自己的MAC地址相符。
如果相符，则主机会将其收下，并向交换机发送一个帧，告诉交换机该主机所在的接口。
6. 更新MAC地址表：交换机会根据接收到的帧更新MAC地址表，以便记录下该主机的MAC地址与相应的接口。
7. 无冲突转发：根据MAC地址表中记录的对应关系，交换机可以准确地将数据帧转发至目标主机所在的接口，实现点对点的数据传输。
这保证了数据的高效、无丢失的传输。
总结来说，交换机根据数据帧中的MAC地址，通过学习和查找的方式将数据转发至目标主机所在的接口，实现了快速、准确的数据传输。
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。
交换机的原理和作用
交换机的原理和作用
交换机是计算机网络中的一种常见设备，其原理和作用是实现局域网中不同设备间的数据传递和通信。
交换机的工作原理是通过学习和转发数据帧来实现的。
当一个数据帧进入交换机的端口时，交换机会学习源MAC地址，并将该地址与端口关联起来，以便在后续的通信中快速地转发数据。
当交换机收到目标MAC地址的数据帧时，它会将数据帧只发送到与目标地址关联的端口上，从而实现数据的快速和准确传递。
交换机的作用主要有以下几个方面：
1. 提高网络传输效率：交换机能够根据MAC地址进行数据转发，从而减少了数据冲突和冗余，提高了网络传输的效率和速度。
2. 分割冲突域：交换机能够将局域网划分为不同的冲突域，减少了冲突的可能性，提高了网络的可靠性。
3. 扩展局域网规模：交换机可以通过连接多个端口的方式扩展局域网的规模，使多个设备能够同时接入网络并进行通信。
4. 隔离广播域：交换机能够隔离广播域，将广播消息仅发送给特定的端口，减少了广播消息对网络带宽的占用。
总的来说，交换机通过学习和转发数据帧的方式，提高了网络传输的效率和速度，同时分隔了冲突域和广播域，增强了网络的可靠性和安全性，是局域网中不可或缺的设备之一。
交换机的基础知识
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。
简述交换机的工作原理
简述交换机的工作原理
交换机是计算机网络中重要的网络设备，它用于实现对网络数据的转发和路由功能。
其工作原理如下：
1. 网络数据的接收：交换机通过端口接收到来自主机或其他交换机的网络数据包。
2. 数据包解析：交换机通过解析数据包的首部信息，获取目的地址等必要信息。
3. 数据包交换：交换机根据目的地址信息，将数据包转发到相应的端口。
如果交换机已经学习到了发送主机或其他交换机的位置，就直接将数据包转发到相应的端口。
如果交换机不知道目的地址的位置，则会广播数据包到所有端口，以此来查找目的地址的位置。
4. 数据包过滤：交换机还可以根据特定的规则对数据包进行过滤，如根据端口号、IP地址等来进行过滤，以控制网络访问。
5. 数据包转发表更新：交换机会根据收到的数据包来更新自己的转发表，以便下次转发时更高效地选择端口。
总结：交换机通过接收、解析、转发、过滤和更新转发表等一系列操作，实现了高效的数据包转发和路由功能，从而提高了网络的传输效率和安全性。
第4讲 交换机(1)(广域网)
第4讲交换机（1）一、教学目的与要求通过实例讲解使学生掌握交换机的功能与发展情况，能够对交换机和集线器进行区分。
二、教学重点与难点本讲中重点和难点在于交换机和集线器的区分，通过对这两种设备的区分使学生了解一层设备和二层设备在性能和原理等方面的主要区别，以便于学生能够更好地选择合理的网络设备。
三、教学时间2学时（2学时理论）四、教学内容课题三交换机一、交换机基础在上一讲中，我们介绍了网卡和集线器两类基础网络设备，目前,在企业网络中所采用的网络设备不再是单纯的集线器，而是添加了更具智能、功能更强的其它网络设备，如交换机、路由器、网关、防火墙等，特别是交换机，它几乎成为当今企业网络中不可或缺的基本网络设备。
了解和掌握交换机的有关知识及技能已成为一个网管人员水平高低的基本象征。
集线器作为第一类广泛应用的网络集线设备，当时在各大局域网中应用非常广泛。
但随着网络传输媒体类型的日益丰富，图形、图像及各种流媒体等多媒体内容的出现，人们对高网络数据传输速度和传输性能的要求日益提高。
集线器由于它的共享介质传输、单工数据操作和广播数据发送方式等都先天决定了很难满足用户的上述速度和性能要求。
在用户的需求下、在全球各大网络设备开发商的努力下，一种更新、更实用的集线设备－－交换机出现了。
交换机完全克服了集线器的上述种种不足之处，所以在短时间内得到业界广泛的认可和应用。
交换机技术也得到了飞速发展，数据传输速度的发展也是一日千里。
目前最快的以太网交换机端口带宽可达到10Gbps，千兆（G位）级的交换机在各企业骨干网络中早已得到广泛应用。
交换机的英文名称之为“Switch”，它是集线器的升级换代产品，从外观上来看的话，它与集线器基本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方形盒状体。
交换机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统称。
广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
交换机原理及性能实验报告
交换机原理及性能实验报告【引言】交换机是计算机网络中的重要设备，用于实现局域网内计算机之间的通信与数据传输。
本实验旨在深入了解交换机的原理及其性能，并通过实验验证相关理论知识。
本报告将分析交换机的工作原理和性能指标，并描述实验的过程、方法和结果。
【第一部分：交换机工作原理】1. 交换机的基本功能交换机是一种网络设备，负责在局域网中将数据包从源地址转发到目的地址。
其基本功能包括学习、过滤和转发数据包。
交换机利用MAC地址表学习网络上各个设备的MAC地址，以实现数据包的准确转发。
2. 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。
存储转发方式是指交换机先接收完整的数据包，进行校验后再转发；直通转发方式是指交换机在接收到目的地址后直接将数据包转发出去，无需接收完整的数据包。
3. 交换机的转发机制交换机的转发机制分为两种：广播转发和单播转发。
广播转发是指交换机将收到的数据包转发到所有其他接口，从而实现所有设备的广播通信；单播转发是指交换机仅将数据包转发给目标设备，提高通信效率。
4. 交换机的冲突检测与处理交换机通过冲突检测和处理机制来解决数据包的冲突问题。
当多个数据包同时到达交换机的同一接口时，交换机会通过冲突检测算法判断是否有冲突，并采取相应的处理方法避免数据包丢失或干扰。
【第二部分：交换机性能实验】本实验通过性能测试仪器对交换机的性能进行评估，并记录实验结果，评估交换机的吞吐量、转发延迟和带宽利用率等指标。
1. 实验设备与配置在实验中，我们使用了一台性能测试仪器连接到被测交换机的数据端口上，并通过调整测试仪器的参数来模拟不同负载条件。
实验中的交换机被配置为存储转发方式，并根据实验需求设置合适的数据包大小和发送速率。
2. 实验过程与方法在实验过程中，我们先设置测试仪器的参数并开始性能测试，测试仪器会发送一定数量的数据包到交换机上，并记录转发延迟和带宽利用率等性能指标。
通过重复进行多次测试，得出平均值和稳定性指标，以评估交换机的性能。
交换机_百度百科
电信号交换的历史应当追溯到电话出现的初期。当电话被发明后，只需要一根足够长的导线，加上末端的两台电话，就可以使相距很远的两个人进行语音交谈。
电话增多后，要使每个拥有电话的人都能相互通信，我们不可能每两台电话机之间有拉上一根线。于是人们设立了电话局，每个电话用户都接一根线到电话局的一个大电路板上。当A希望和B通话时，就请求电话局的接线员接通B的电话。接线员用一根导线，一头插在A接到电路板上的孔，另一头插到B的孔，这就是“接续”，相当于临时给A和B拉了一条电话线，这时双方就可以通话了。当通话完毕后，接线员将电线拆下，这就是“拆线”。整个过程就是“人工交换”，它实际上就是一个“合上开关”和“断开开关”的过程。因此，把“交换”译为“开关”从技术上讲更容易让人理解。
电路程控交换机
人工交换的效率太低，不能满足大规模部署电话的需要。随着半导体技术的发展和开关电路技术的成熟，人们发现可以利用电子技术替代人工交换。电话终端用户只要向电子设备发送一串电信号，电子设备就可以根据预先设定的程序，将请求方和被请求方的电路接通，并且独占此电路，不会与第三方共享（当然，由于设计缺陷的缘故，可能会出现多人共享电路的情况，也就是俗称的“串线”）。这种交换方式被称为“程控交换”。而这种设备也就是“程控交换机”。
从广义上来看，网络交换机分为两种：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，提供通信用的基础平台。而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。从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式（插槽数较少），也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式（功能较为简单）。另一方面，从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。本文所介绍的交换理 历史 生活 社会 艺术 人物 经济 科学 体育 亚运会 欧冠 核心用户
简述交换机的工作原理及作用
简述交换机的工作原理及作用交换机是计算机通信网络中的重要网络设备，可以把多个网络集线器连接到一起，形成一个大型的互联网络。
它有助于提高网络性能和扩大网络规模，因此在今天，形成《国际计算机网络》的做法。
本文旨在介绍交换机的工作原理及作用。
首先，交换机的工作原理是基于MAC地址的报文转发。
MAC地址是每个网络设备的物理地址，也称为物理地址，它主要用于区分不同的网络设备。
即当网络数据包（也称为数据报文）从源地址发出时，交换机就会根据数据报文中的目标MAC地址来转发数据包，从而将数据报文发送到指定的目标主机。
其次，交换机有以下两大功能：路由功能和存取控制功能。
路由功能是指交换机可以将网络数据报文转发到最近的局域网络中的主机，从而实现网络中节点的联系；存取控制功能是指交换机可以控制网络数据报文的转发，以实现网络安全。
此外，交换机还有各种功能特性，以满足不同用户的不同需求。
如交换机可以根据报文类型和数据包状态，以达到精确报文转发和灵活流量控制的目的；交换机还可以实现分层式转发，以降低网络延迟。
最后，交换机在网络中的作用是非常重要的。
它可以通过把多个网络设备连接到一起，形成一个大型的互联网络，从而提高网络性能和扩大网络规模，这也是形成国际计算机网络的基础。
另外，交换机的路由功能可以帮助网络实现数据传输，而它的存取控制功能可以提供安全保护，以避免恶意攻击等安全问题。
最后，交换机还可以实现分层式转发、精确报文转发和灵活流量控制等多种功能，从而有效地提高网络效率。
以上就是关于交换机的工作原理及作用的介绍。
虽然该设备仅仅是一款网络设备，但它在网络系统中扮演着极其重要的角色，能够极大地提高网络的可靠性和性能，从而保证网络系统的正常运行。
交换机的基本结构和功能-PPT
2，交换机配置
PC2 PC1
STP的配置
1.启用生成树
S2126G(config)#spanning-tree
2.配置交换机优先级
S2126G(config)#spanning-tree priority <0-61440>
“0”或“4096”的倍数(RSTP BPDU该值后12bit全0) 3.配置交换机端口优先级
1.1.3 交换机的简单分类
1 根据OSI 参考模型来分： ➢第二层交换机 ➢第三层交换机：“一次路由，多 次交换”。 ➢第四层交换机
2、根据交换机配置是否可变： ➢模块式 ➢固定式
1.1.4 交换机在网络中连接和作 用
1、交换机接口的种类：P4 以太交换机的端口RJ45，通常的种 类有：10Base-T、 10Base-F、 100Base-TX、 100Base-T4、 100Base-T、 1000Base-FX、 1000Base-T、 100Base-FX等。
STP协议是以根桥为核心基础来构成网络 的主干和其它分支结构的。根桥是由STP 协议自动选举产生的， STP协议产生根 桥的原则为：
➢ 根桥必须具有最低的优先权ID与MAC地 址；
➢ 在运行STP协议的交换机上，端口分为： 已分配端口和未分配端口；
5、STP的端口的状态
STP的端口的状态： ➢ 禁用 不能接收BPDU信息，不能转发数据； ➢ 阻塞 能接收BPDU信息，不能转发数据； ➢ 侦听 可监听和接收BPDU信息，不能转发； ➢ 学习 可接收和发送BPDU信息，建立MAC 地
4、STP修剪与BPDU
STP修剪：STP协议可以通过STP算法来 动态的探测网络中存在的环路，自动的 调整网络的路径，并及时的控制备份链 路进入备份状态，此外STP协议还可以迅 速的调整或改变网络当前的拓扑结构， 并最终将网络修剪成‘一棵树’，不存 在环路，叫STP修剪。
软交换的理论及其概述
四、互连互通功能
下一代网络并不是一个孤立的网络，尤其是在现有网络向下一代 网络的 发展演进中，不可避免地要实现与现有网络的协同工作、互 连互通、平滑演进。例如，可以通过信令网关实现分组网与现有7号 信令网的互通；可以通过信令网关与现有智能网互通，为用户提供 多种智能业务；可以采用H.323协议实现与现有H.323体系的IP电话 网的互通；可以采用SIP协议实现与未来SIP网络体系的互通；可以 采用SIP或BICC协议与其他软交换设备互联；还可以提供IP网内 H.248终端、SIP终端和MGCP终端之间的互通。
软交换与传统电路交换模式在结构方面的对比:
传统电路交换模式 软交换的电路模式
由图可知，传统的电路交换模式有四个功 能平面处在一个封闭的体内，各功能平面 之间没有开放的互联标准和接口。因此针 对NGN的需求开发了软交换。软交换时建 立在IP网基础之上的，将控制，交换，业 务和接入这4个功能平面完全的分离，并利 用具有一些开放性的接口的网络部件去构 建这4个功能平面。因此，软交换系统是具 有开放接口协议的网络部件的系统。
交换网络
软交换技术采用了电话交换机的先进体系结 构，并采用IP网中的IP包来承载话音、数据以及 多媒体流等多种信息。 一部程控电话交换机可以划分为业务接入、 路由选择(交换)和业务控制3个功能模块，各功能 模块通过交换机的内部交换网络连接成一个整体。 软交换技术是将上述3个功能模块独立出来，分 别由不同的物理实体实现，同时进行了一定的功 能扩展，并通过统一的IP网络将各物理实体连接 起来，构成了软交换网络。
交换网络与No.7信令网的互通
No.7信令网由有信令点（各种交换局和特服中心），信 令转接点以及连接他们的信令链路组成。信令网不但可 以传送有何关呼叫建立，释放的行令，而且可以为交换 局和各种服务中心间传输数据信息。
以太网交换机结构和原理
以太网交换机结构和原理以太网交换机是一种基于以太网技术的网络设备，主要用于实现局域网的数据交换。
它的主要作用是根据目的MAC地址和端口的对应关系，将数据包从一个端口复制并转发给目标端口，从而实现数据的快速传输和转发。
下面将从交换机的结构和原理两方面进行详细介绍。
一、交换机的结构1.交换机的外部结构交换机通常具有多个接口，用于连接多台终端设备，如计算机、服务器、打印机等。
每个接口都有一个端口号，用于标识不同的接口。
交换机能够通过不同的端口号将数据发送到相应的接口。
2.交换机的内部结构交换机内部通常包含以下几个主要部分：（1）端口：交换机的每个端口都与一个终端设备相连，可以通过端口来接收和发送数据。
（2）转发引擎：转发引擎是交换机的核心部分，主要负责实现数据包的转发和处理。
转发引擎通常由ASIC芯片（专用集成电路）组成，能够对数据包进行快速处理和转发。
（3）存储器：交换机通常具有一定的存储器容量，用于存储MAC地址表、数据包缓存等。
（4）控制板：控制板通常由CPU、操作系统和管理功能组成，用于控制和管理交换机的运行。
二、交换机的工作原理交换机的工作原理主要有两种模式：存储转发模式和直通模式。
1.存储转发模式（1）数据接收：当交换机接收到一个数据包时，首先会通过物理层和数据链路层的处理将数据包的帧头提取出来，并将源MAC地址记录到MAC地址表中。
（2）MAC地址表：MAC地址表存储了每个端口对应的MAC地址，以及MAC地址和接口的对应关系。
当交换机接收到一个新的数据包时，会根据源MAC地址在MAC地址表中查找对应的接口。
（3）根据MAC地址转发：如果在MAC地址表中找到了源MAC地址对应的接口，则将数据包发送到相应的接口，并更新源MAC地址的端口信息。
如果没有找到源MAC地址对应的接口，则将数据包广播到所有的端口上。
（4）根据目的MAC地址转发：当交换机接收到一个数据包时，会根据目的MAC地址在MAC地址表中查找对应的接口。
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
交换机的工作原理
交换机属于存储转发设备，是网络的核心设备，交换机根据所接收帧的目的MAC地址对帧进行存储转发或者过滤，其工作的基本原理如下。
（1）交换机可以在同一时刻实现多个端口之间的数据传输。
为了保证交换机能够根据MAC地址确定将MAC帧发送到某个端口，这就需要在交换机内部创建目的MAC地址到端口的映射关系，即转发表。
（2）交换机刚通电时，转发表为空。
交换机每收到一个数据帧时，它首先会记录数据帧的源端口和源MAC地址的映射关系，并将其添加到转发表中，交换机采用逆向学习法逐步建立起转发表。
只要有一个主机向网络中发送数据，交换机就可以自主学习到该主机的MAC地址，从而更新转发表中的项目。
（3）交换机会读取数据帧的目的MAC地址，在转发表中查找该目的MAC地址对应的端口。
（4）若转发表中有该目的MAC地址的表项，交换机就把帧从表项指明的端口发送出去。
（5）若转发表中没有该目的MAC地址的表项，则交换机将该帧发送到除源端口以外的其他所有端口。
（6）考虑到网络的拓扑结构会时常更新，为转发表的每个表项设置一个生存期。
当一个表项的生存期到期后，则删除该表项；同
样，转发表通过自主学习创建一个新表项时，也会为其设定一个生存期。
交换机的基本原理与配置
9/36
以太网帧格式
Ethernet II帧格式
用来标识上层协议的类型， 例如0800H表示IP协议
前导码
7字节
帧
起
始 定
目的地址
界
符
1
字
6字节
节
源地址
类 型
数据
2
6字节
字
节
46～1500 字节
数据链路层封装
帧校验 序列
4字节
物理层封装
10/36
交换机设备简介
Cisco交换产品体系
Cisco 2960系列交换机
交换机以太网接口速率
接口连打电接话时进行协商 发时不收 协商失半双败工则无法正常通信既收收时又不发发
全双工
13/36
配置前的连接
Console电缆 物理连接
计算机COM口 交换机/路由器Console口
软件连接
超级终端 其他软件
Console接口
配置前的准备
Console线
COM接口
14/36
SecureCRT软件的使用
SecureCRT软件的配置
端口选择 选择连接方式 COM口属性
15/36
Cisco交换机的命令行
用户模式 switch>
特权模式 switch>enable switch#
全局配置模式 switch#config terminal switch(config)#
交换机的命令行
00-00-00-11-11-11 00-00-00-22-22-22 00-00-00-33-33-33
12/36
交换机以太网接口的工作模式
交换机以太网接口双工模式