信息网络中交换机的分类和功能
交换机使用说明
交换机使用说明交换机是用于构建局域网或广域网中的网络设备，它可以将网络中的各个主机进行连接，并且可以按照不同的规则进行数据传输和转发。
一、交换机的分类与功能根据交换机的功能和性能，可以将其分为以下几类：1.传统交换机：具有基本的数据传输功能，可以在不同的端口之间进行数据的转发。
2.管理型交换机：可以通过网络管理软件对交换机进行配置和管理，提供更多的功能和选项。
3.三层交换机：除了具备传统交换机的功能外，还可以进行网络层（第三层）的路由功能。
4.堆叠交换机：多个交换机通过堆叠线缆进行连接，形成一个逻辑上的交换机集群。
5.万兆交换机：提供更高的数据传输速度，适用于大型网络环境。
交换机的主要功能包括以下几个方面：1.桥接功能：交换机通过MAC地址来进行数据转发，将数据包从一个端口转发到另一个端口。
2.过滤功能：交换机可以根据MAC地址、IP地址、端口等信息对数据进行过滤，提高网络的安全性。
3.VLAN功能：可以根据需要将交换机划分为不同的虚拟局域网，实现网络资源的隔离和管理。
4.速度适配功能：交换机可以根据与设备连接的速度进行自适应，保证数据传输的稳定性和高效性。
5.QoS功能：交换机可以通过优先级和流量控制等功能，对网络中的数据进行优化和管理。
二、交换机的配置与管理1.IP地址和子网掩码的配置：在管理型交换机中，需要为交换机配置一个IP地址和子网掩码，用于进行远程管理和配置。
2.VLAN的配置：可以将交换机划分为不同的虚拟局域网，根据需要进行端口的划分和配置，实现资源的隔离和管理。
3.MAC地址表的管理：交换机通过维护一个MAC地址表来进行数据的转发，需要对该表进行管理和维护。
4.速率与双工模式的配置：交换机可以根据设备与其连接的速度和双工模式进行自适应配置，保证数据传输的稳定性和高效性。
5.QoS的配置：可以通过配置交换机的QoS功能，对网络中的数据进行优先级和流量控制，提高网络的性能和稳定性。
6. STP协议的配置：可以通过配置交换机的STP（Spanning Tree Protocol）协议，实现交换机之间的冗余路径的自动屏蔽，提高网络的可靠性。
交换机各层间的区别和功能是什么
交换机各层间的区别和功能是什么交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。
交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表，交换机中根据特点和功能分层，那么具体有什么层呢?每层的功能是什么?下面一起看看!具体的工作流程如下：(1) 当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的;(2) 再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口;(3) 如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上;(4) 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
从二层交换机的工作原理可以推知以下三点：(1) 由于交换机对多数端口的数据进行同时交换，这就要求具有很宽的交换总线带宽，如果二层交换机有N个端口，每个端口的带宽是M，交换机总线带宽超过N×M，那么这交换机就可以实现线速交换;(2) 学习端口连接的机器的MAC地址，写入地址表，地址表的大小(一般两种表示方式：一为BEFFER RAM，一为MAC表项数值)，地址表大小影响交换机的接入容量;(3) 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片，因此转发速度可以做到非常快。
由于各个厂家采用ASIC不同，直接影响产品性能。
以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数，这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。
(二)路由技术路由器工作在OSI模型的第三层---网络层操作，其工作模式与二层交换相似，但路由器工作在第三层，这个区别决定了路由和交换在传递包时使用不同的控制信息，实现功能的方式就不同。
交换机_百度百科
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数据网络交换机概念和原理
网络交换机分类
网络交换机功能
·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。
转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。
消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。
交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口，用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。
利用专门设计的集成电路可使交换机以线路速率在所有的端口并行转发信息，提供了比传统桥接器高得多的操作性能。如理论上单个以太网端口对含有64个八进制数的数据包，可提供14880bps的传输速率。这意味着一台具有12个端口、支持6道并行数据流的“线路速率”以太网交换器必须提供89280bps的总体吞吐率（6道信息流Ｘ14880bps／道信息流）。专用集成电路技术使得交换器在更多端口的情况下以上述性能运行，其端口造价低于传统型桥接器。
《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
简述交换机的功能及工作原理
简述交换机的功能及工作原理1.引言本文将简要介绍交换机的功能及其工作原理。
交换机是计算机网络中起到连接不同设备的作用，通过转发数据包来实现设备之间的通信。
接下来，我们将深入探讨交换机的工作原理及其主要功能。
2.交换机的功能交换机具备以下几个重要的功能：2.1.数据转发交换机通过学习和维护转发表来转发数据包。
当交换机接收到一个数据包时，它会检查该数据包的目标MA C地址，并在转发表中查找该地址对应的端口。
然后，交换机将数据包转发到正确的目标端口，从而实现设备之间的直接通信，减少网络拥塞。
2.2.网络分割交换机可以将网络划分为多个虚拟局域网（V LA N），每个V LA N中的设备只能直接与该VL A N内的设备通信。
这种网络分割能够提高网络的安全性和性能，并且有效地控制广播风暴的发生。
2.3.广播优化交换机能够优化广播流量的传输，因为广播数据包只会发送到与广播源设备相连的端口上。
这样一来，广播数据包的传输仅限于需要接收该数据包的设备，避免了信息传输的浪费。
3.交换机的工作原理3.1.学习阶段交换机在初始状态下没有任何关于MA C地址和其对应端口的信息，处于学习阶段。
当交换机接收到一个数据包时，它会检查数据包中的源M AC地址，并将该地址与接收到数据包的端口相关联。
交换机会将此信息添加到转发表中，并标记该端口为与该MA C地址相连的端口。
3.2.转发阶段一旦转发表中出现了M AC地址和其对应的端口信息，交换机就进入了转发阶段。
当交换机接收到一个数据包时，它会查找数据包中的目标M AC地址，并在转发表中查找对应的端口。
交换机会将数据包转发到正确的目标端口，并且该端口的所有设备都可以接收到该数据包。
3.3.刷新阶段为了保持转发表的准确性，交换机会定期刷新转发表。
刷新时，交换机会删除已经过期的条目，并重新学习所有连接的设备的M AC地址和端口关联信息。
4.总结交换机是计算机网络中至关重要的设备，它具备数据转发、网络分割和广播优化的功能。
交换机的基本结构和功能
F0/1
F0/3
B
0260.8c01.3333
C
0260.8c01.2222
F0/2
F0/4
D
0260.8c01.4444
未知单播帧，广播帧：执行广播操作Flooding
广播地址在数据链路层表示为FFFF.FFFF.FFFF ，该地址不会被交换机学习到，目的地址为该 地址的数据帧将被交换机扩散
交换机工作原理-MAC地址表形成
在伺机通过的基础上做了调整，即 在转发前过滤有包错误的分段（64B）
1.2.3 交换机冗余备份与环路管理
冗余备份与环路: 冗余备份与环路易产生： 1、广播风暴 2、多个广播帧副本
概念
1、广播 2、广播风暴以及引起的主要原因
一、广播风暴的形成 二、多个广播帧副本
1.2.3 冗余备份与环路
Switch1 Port1
1.2.2 局域网的三种帧交换技术
1、存储转发：完全接收后转发， 期间进行错误检查和MAC地址表的 路由过滤 缺点：数据帧时延较大
2、直通（伺机通过）
在接受数据帧读取数据帧的目的地址到缓 冲器中，进行MAC地址表的路由过滤，然后 转发。
缺点：削减了检错能力
3、自由分段即无碎片直通式（伺机通 过+错误检测）
A、MAC地址表的建立
1、源主机向目的主机发送查询信息； 2、交换机记录下源MAC地址，然后向其他的端 口发送查询信息； 3、目的主机接收到查询信息，通过交换机直接与 源主机进行对话，交换机记录下目的主机的MAC 地址。 4、两台主机实行点对点的通信； 5、定时刷新。
交换机工作原理-MAC地址表形成
2、交换机与交换式网络
定义：以交换机为网络中心的网络， 叫交换式网络
《第六章交换机》课件
2 网桥与交换机的区别
网桥是根据MAC地址进行 数据包的转发，而交换机 在此基础上增加了学习、 转发和过滤等功能，提高 了网络的性能和灵活性。
3 学习、转发和过滤
交换机通过学习源MAC地 址和端口的对应关系，来 建立转发表；然后根据转 发表转发数据包到目标设 备，并可以通过过滤功能 对数据包进行控制。
交换机的工作原理
1
端口的状态
交换机的端口可以处于不同的状态，包括禁用、阻塞、学习、转发和监听等。每个状态对应 不同的数据包处理逻辑。
2
转发表
交换机通过转发表来记录目的MAC地址与对应端口的映射关系。转发表的建立是通过学习数 据包并提取MAC地址信息实现的。
3
交换机的转发过程
当收到数据包时，交换机首先查找转发表，确定目的MAC地址对应的端口；然后将数据包转 发到目标端口，并更新转发表中的相关信息。
交换机分类
根据工作原理和功能特点，交换机可以分为传统交换机、三层交换机、堆叠交换机、协议独 立交换机等多种类型。
交换机的优缺点
交换机的优点包括提高网络传输效率、增加网络容量、提供灵活的配置和管理等；缺点包括 价格较高、配置复杂等。
交换机的基本原理
1 MAC地址
MAC地址是唯一标识网络 设备的硬件地址。交换机 通过MAC地址表来识别不 同设备，并根据表中的信 息进行数据包的转发。
交换机的功能特性
交换机的端口类型
• 电口：用于连接到计算 机、服务器等设备。
• 光口：用于连接到长距 离的光纤网络。
• 电口与光口可互相转换。
交换机的VLAN技术
• VLAN是一种虚拟局域网 技术，将一个物理网络 划分为多个逻辑上的虚 拟局域网，实现隔离与
描述交换机的功能和分类
描述交换机的功能和分类《交换机的功能和分类》交换机是计算机网络中起到连接和传递数据的重要设备，其主要功能是根据数据帧的目的地址，将数据从一个接口转发到另一个或多个接口。
交换机的分类主要有三种：硬件交换机、虚拟交换机和软件交换机。
硬件交换机是网络中最常用的一种交换机。
其特点是使用专用的硬件芯片实现数据的转发和过滤，具有高速转发能力和较低的延时。
硬件交换机通常具有多个端口，可以同时连接多台计算机或其他网络设备。
它可以根据目的地址来学习和保存设备的MAC地址，从而实现帧的无碰撞转发。
虚拟交换机是一种通过软件创建的虚拟设备，可以在一台物理交换机上模拟出多个逻辑交换机。
虚拟交换机的功能与硬件交换机相似，但其优势在于能够有效利用物理交换机的硬件资源，提高网络的灵活性和可扩展性。
虚拟交换机通常运行在服务器操作系统上，通过软件技术实现数据的转发和过滤。
软件交换机是一种在计算机上运行的软件程序，可以将计算机本身作为交换机来使用。
软件交换机通常使用计算机的网络接口卡（NIC）来实现数据的转发，具有较低的转发速度和较高的延时。
软件交换机通常用于小型局域网或家庭网络中，其主要优势是成本低、易于维护和灵活性高。
除了按其类型分类，交换机还可以根据其功能和用途进行分类。
在功能上，交换机主要有三种类型：存储转发交换机、直通交换机和透明交换机。
存储转发交换机是最常见的交换机类型，它会将接收到的完整数据帧进行存储，并根据目的地址进行处理和转发。
存储转发交换机具有较高的转发精度和安全性，适用于大型网络中传输大量数据的环境。
直通交换机是一种特殊类型的交换机，它会将接收到的数据直接转发到相应的端口，而不进行任何处理和过滤。
直通交换机通常用于实时数据传输和对带宽要求较高的网络环境，如视频会议、音频传输等。
透明交换机是一种高级功能交换机，它具有路由器的转发能力和交换机的速度。
透明交换机能够根据目的地址进行数据转发，并可以实现跨网络的数据传输和路由选择，从而实现多个网络之间的互联互通。
交换机路由器主要功能的区别与联系
交换机路由器主要功能的区别与联系交换机和路由器是网络世界中非常重要的两种设备，它们在网络通信中发挥着关键作用，但各自的功能又有所不同。
接下来，咱们就来详细聊聊交换机和路由器主要功能的区别与联系。
交换机，简单来说，就像是一个“交通警察”，主要负责在局域网内快速地传递数据。
它根据 MAC 地址（Media Access Control Address，媒体访问控制地址，也就是设备的物理地址）来决定数据的转发方向。
交换机的工作原理比较直接。
当一台设备向另一台设备发送数据时，交换机接收到这个数据帧后，会查看帧中的目标 MAC 地址。
然后，它会在自己的 MAC 地址表中查找这个地址对应的端口。
如果找到了，就直接把数据帧从对应的端口发送出去；如果没找到，就会向除了接收端口之外的所有端口广播这个数据帧，直到找到目标设备为止。
交换机的主要优点在于它能够提供非常高的带宽和快速的数据传输速度。
因为在一个局域网中，不同设备之间的数据交换通常是非常频繁的，交换机能够快速地处理这些数据，使得网络通信更加流畅。
比如说，在一个办公室的网络环境中，多台电脑通过交换机连接在一起。
当一台电脑要向另一台电脑发送文件时，交换机能够迅速地将数据传递过去，几乎没有延迟。
然而，交换机也有它的局限性。
由于它只是根据 MAC 地址进行数据转发，所以它只能在同一个局域网内工作，无法连接不同的网络。
接下来咱们再看看路由器。
路由器就像是一个“导航员”，它的主要功能是连接不同的网络，并选择最佳的路径来转发数据。
路由器工作时，依据的是 IP 地址（Internet Protocol Address，互联网协议地址）。
当一个数据包到达路由器时，路由器会查看数据包中的目标 IP 地址，然后根据自己的路由表来决定将数据包发送到哪个方向。
路由表中包含了不同网络的信息以及到达这些网络的路径。
路由器会根据一些算法（比如最短路径算法）来选择最优的路径，以确保数据包能够快速、准确地到达目的地。
交换机的分类及功能
交换机的分类及功能
一、交换机的分类
1、根据功能分类
（1）局域网交换机：主要为用户提供网络内部的通信服务，以局域网为范围，主要提供交换、广播控制、路由选择等功能，支持各种网络协议，是现代网络的核心设备之一
（2）路由交换机：兼有路由器的路由功能，也兼有交换机的交换功能。
常用于组建多层网络，可以实现数据在不同网段之间的传输，从而在网络之间实现连接和传输信息。
（3）核心交换机：控制管理组网中各层次的交换机，是构成局域网的大型、重要的设备，它是网络入口，是网络服务资源的集散地，只有它才可调度全网资源。
（4）虚拟交换机：坐落在物理交换机上，通过软件来模拟分割出多个逻辑交换机，具有高可靠性、高安全性等优点。
它能够提高运行效率，灵活的安排网络拓扑结构，能够帮助企业在节省硬件成本的同时也保证网络数据的安全性。
2、根据连接方式分类
（1）共享交换机：是指多台计算机或网络设备通过连接时，用单一的交换机实现通信的设备，这种结构的交换机只有一个数据处理路径，只能进行基本的识别、接入、转发等功能。
中继器,集线器,交换机,网桥,网关,路由器的功能作用及区别
中继器，集线器，交换机，网桥，网关，路由器的功能作用及区别中继器（RP repeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。
中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。
由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。
中继器就是为解决这一问题而设计的。
它完成物理线路的连接，对衰减的信号开展放大，保持与原数据一样。
一般情况下，中继器的两端连接的是一样的媒体，但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作。
从理论上讲中继器的使用是无限的，网络也因此可以无限延长。
事实上这是不可能的，因为网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定，中继器只能在此规定范围内开展有效的工作，否则会引起网络故障。
集线器的英文称为“Hub”。
“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号开展再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。
它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。
集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的根底设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。
集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。
它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。
也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。
这种广播发送数据方式有两方面缺陷：（1）用户数据包向所有节点发送，很可能带来数据通信的不安全因素，一些别有用心的人很容易就能非法截获他人的数据包；（2）由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上以上所介绍的共享带宽方式，就更加可能造成网络塞车现象，更加降低了网络执行效率。
什么是交换机它在计算机网络中的作用是什么
什么是交换机它在计算机网络中的作用是什么交换机是计算机网络中的一种核心设备，用于实现计算机之间的数据交换和通信。
它扮演着重要的角色，能够连接多台计算机和其他网络设备，协调数据的传输和转发，确保网络通信的稳定和高效。
本文将详细介绍交换机的定义、工作原理以及在计算机网络中的作用。
一、交换机的定义和分类交换机是一种基于OSI模型的第二层设备，主要用于局域网（LAN）和广域网（WAN）内部的数据交换。
它根据MAC地址（即物理地址）来决定数据的传输目的地，并实现数据包的转发。
根据其使用范围和功能特点，交换机可以分为以下几种类型：1. 传统交换机：只能支持以太网的数据交换，具有固定的端口数量和传输速率，适用于小型局域网。
2. 网络交换机：功能更为强大，支持不同类型的数据交换，如以太网、令牌环网等，具有更多的端口和更高的传输速率，适用于大型企业和数据中心。
3. PoE交换机：具备Power over Ethernet（PoE）功能，能够通过网线为网络设备提供电力供应，例如IP电话、摄像头等。
4. 无线交换机：集成了无线AP功能，可以连接无线终端设备并提供无线网络接入服务。
二、交换机的工作原理交换机的工作原理基于MAC地址转发和数据包交换技术。
当一个数据包到达交换机时，交换机会通过读取数据包中的目的MAC地址来判断数据包的去向。
它会在自己的转发表中查找该MAC地址对应的端口，并将数据包转发到相应的输出端口。
如果交换机的转发表中不存在目的MAC地址的映射条目，则会将数据包广播发送到所有连接的端口，以便学习新的MAC地址映射。
交换机的工作原理还包括以下几个重要的机制：1. 学习：交换机会学习到数据包到达的端口和对应的MAC地址，并将其记录在转发表中，以便后续的数据包转发。
2. 过滤：交换机会根据MAC地址过滤数据包，只将目标地址与源地址不同的数据包转发到其他端口，避免网络中的冲突和混乱。
3. 转发：交换机通过内部的交换矩阵或交换芯片，将数据包从一个输入端口转发到一个或多个输出端口，以实现数据的传输。
交换机的分类及应用
交换机的分类及应用交换机是计算机网络中的重要设备，用于实现数据包的路由和分发。
根据其工作原理和应用场景的不同，交换机可以分为多种类型。
下面将介绍几种常见的交换机分类及其应用。
1. 常规交换机：常规交换机也被称为局域网交换机，是最常见的交换机类型。
它主要用于连接局域网内的终端设备，如计算机、打印机和IP电话等。
常规交换机通过学习终端设备的MAC地址，建立MAC地址表，在数据包转发时只将数据包发送给目标终端设备，提高了网络的性能和安全性。
2. 网络核心交换机：网络核心交换机是大型企业内部或大型数据中心网络中的重要设备。
它主要用于连接不同的局域网和广域网，实现数据包的高速转发和路由。
网络核心交换机具有高性能、高容量和高可靠性的特点，能够满足大型网络的需求。
3. 汇聚交换机：汇聚交换机主要用于连接多个交换机和局域网，将不同的局域网汇聚到一个交换机上，实现网络的扩展。
汇聚交换机通常配备多个高速的上行端口，可以连接多个上级交换机或路由器，利用链路聚合技术提供更大的带宽和更好的网络可靠性。
4. 三层交换机：三层交换机结合了交换机和路由器的功能，可以实现数据包的高速转发和路由。
它不仅可以根据MAC地址进行数据包转发，还可以根据IP地址进行路由选择。
三层交换机通常用于连接多个局域网和广域网，提供高性能的数据包转发和路由能力。
5. 无线交换机：无线交换机也被称为无线控制器，主要用于无线局域网（WLAN）的控制和管理。
无线交换机可以管理多个无线接入点，提供无线客户端的接入控制、认证管理和流量控制等功能。
无线交换机可以实现灵活的无线网络拓扑和无线接入的集中管理。
6. 工业交换机：工业交换机是专门设计用于工业控制和自动化领域的交换机。
工业交换机通常具有耐高温、耐湿、防尘、防抖动等特点，能够适应恶劣的工业环境。
工业交换机可以用于工厂自动化、智能交通、电力系统等领域的网络构建。
以上是几种常见的交换机分类及其应用。
随着计算机网络的不断发展，各种类型的交换机的功能也在不断进化和扩展。
交换机,路由器,防火墙 网络基础
2 交换机，路由器在网络中的作用
-
交换机在网络中的作用
❖ 交换机自身具备物理端口多，端口属性多样化等特点。 交换机一般是用来扩充路由器端口使用。
❖ 交换机通过VLAN技术，可以将不同逻辑区域划分开，并 且通过VLAN技术也能抑制广播风暴，从而有效安全地管 理区域用户。
路由器在网络中的作用
❖ 路由器自身具备连接多个网段的特性，在网络中的核心 作用是进行数据包的路由转发，根据系统路由表查询数 据包的“目的地址”来寻找下一条出口。
交换机，路由器，防火墙 网络基础
课程学习
1
主流网络设备分类
2 交换机，路由器在网络中的作用
3
交换机一般使用到的功能
4
广播域和冲突域
5
vlan的概念，作用
6
交换机端口如何合理应用vlan
7
交换机透传vlan实验
主流网络设备分类
❖目前主流网络设备一般分为三类： ❖1、交换机
❖2、路由器
❖3、防火墙
交换机
广播域是基于第二 层
冲突域
同一物理网段上所 有节点的集合或以 太网上竞争同一带 宽的节点集合。
冲突域是基于第一 层
-
5
vlan的概念，作用
-
vlan的概念
vlan
VLAN的中文名为"虚拟局域网"。VLAN是一 种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段， 从而实现虚拟工作组的数据交换技术。
vlan
VLAN本质就是指一个网段，之所以叫做虚拟 的局域网，是因为它是在虚拟的路由器的接口 下创建的网段。
vlan
根据端口来划分VLAN 根据MAC地址划分VLAN 根据网络层划分VLAN
-
网络交换机培训资料
网络交换机培训资料一、网络交换机的定义和作用网络交换机是一种用于在计算机网络中连接多个设备并实现数据交换的设备。
它就像是一个交通枢纽，负责在不同的设备之间快速、准确地传输数据。
网络交换机的主要作用包括：1、提供网络连接：将多个计算机、服务器、打印机等设备连接在一起，形成一个局域网（LAN）。
2、提高网络性能：通过智能地转发数据，减少网络拥塞，提高数据传输速度和效率。
3、分割网络冲突域：有效地减少网络中的冲突，使每个连接到交换机端口的设备都能独立地进行数据传输。
4、增强网络安全性：可以对网络流量进行控制和管理，限制某些设备的访问权限，提高网络的安全性。
二、网络交换机的分类1、按网络覆盖范围分类局域网交换机：主要用于构建小型的局域网，如办公室、家庭网络等。
广域网交换机：用于连接不同地理区域的网络，如城域网、广域网等。
2、按传输速率分类10Mbps 交换机：适用于低速网络环境。
100Mbps 交换机：较为常见的中速交换机。
1000Mbps（1Gbps）交换机：能满足高速数据传输需求。
10Gbps 及以上交换机：用于对带宽要求极高的网络环境，如数据中心。
3、按工作层次分类二层交换机：基于 MAC 地址进行数据转发，是最常见的交换机类型。
三层交换机：除了具备二层交换机的功能外，还具有路由功能，可以基于 IP 地址进行数据包转发。
四层及以上交换机：能够基于更高层的协议信息（如端口号）进行数据处理和转发，通常用于大型企业网络和数据中心。
三、网络交换机的工作原理网络交换机通过学习连接到其端口的设备的 MAC 地址来工作。
当一个数据包到达交换机时，交换机会查看数据包的目的 MAC 地址，并根据其学习到的 MAC 地址表将数据包转发到相应的端口。
如果目的MAC 地址不在地址表中，交换机将把数据包广播到所有端口（除了接收端口），以查找目标设备。
交换机还采用了存储转发和直通转发两种数据转发方式。
存储转发方式会先接收整个数据包，进行错误检查后再转发；直通转发方式则在收到数据包的头部信息后就立即转发，提高了数据传输的速度，但可能会转发错误的数据包。
第1章交换机的结构与基本功能
本章提要：交换机用做网络集中设备，其端口连接网络中的主机。
在转发数据帧时，端口带宽能够独享。
交换机按其工作在OSI参考模型的对应层次，有第二层、第三层和第四层交换机。
可管理的交换机内置了操作系统软件。
第二层交换机采用帧交换转发数据，帧交换方式有三种，分别为存储转发、伺机通过和自由分段。
使用备份连接是提高网络可靠性的常用方法，但所形成的环路可能会导致广播风暴和引起多帧副本问题。
STP协议的应用则可消除环路问题，使冗余备份得以实现。
1.1交换机的作用与组成在以太网络中，交换机起的是信息中转站的作用。
它把从某个端口接收到的数据从其他端口转发出去。
以下介绍交换机的外观与内部组成。
不同厂家、不同型号的以太网交换机，其外观和内部组成都有一定的个性差异，但其共性是主要的。
1. 交换机的外观前面板上的多个RJ45接口是以太网口，用来连接计算机或其他交换机。
后面板或前面板上的串口是交换机的配置口，用串口线缆将其与计算机的串口连接起来，可实现对交换机的配置操作。
也有的交换机的配置口位于前面板上。
面板上有若干指示灯，其亮、灭或闪烁可以反映交换机的工作状态是否正常。
此外还有电源插口、电源开关等。
可上机架（柜）式交换机的标准长度为48.26cm(19in)。
如图1.1所示的是Cisco Catalyst3550和Cisco Catalyst 2900交换机的外观图。
2. 交换机的内部组成交换机的内部组成为：CPU (中央处理器)：交换机使用特殊用途集成电路芯片ASIC，以实现高速的数据传输。
RAM/DRAM：主存储器，存储运行配置。
NVRAM（非易失性RAM）：存储备份配置文件等。
FlashROM（快闪存储器）：存储系统软件映像文件等。
是可擦可编程的ROM。
ROM：存储开机诊断程序、引导程序和操作系统软件。
接口电路：交换机各端口的内部电路。
图1.1 交换机的外观1.2交换机的分类可按多种方式对交换机进行分类。
若参照开放系统互连参考模型OSI，则交换机属于第二～四层的设备。
交换知识
根据平台和软件版本不同，Cisco交换机最多支持4096个VLAN。
VLAN号共有4096个，0-4095
0,4095：这两个号保留，仅限系统使用。用户不能查看。
1：CISCO默认VLAN，不能删除。
2－1001：用于以太网的VLAN，用户可根据这一段号码自己创建VLAN
1002－1005：用于FDDI和令牌环的默认VLAN，不能删除。
才转发数据，转发数据时最少延迟时间为30秒，侦听延迟15秒学习转发15秒，最少需要
30秒是因为还有BPDU的延迟时间。
6、stp与RSTP mstp的区别
阻塞端口对应得端口叫做备份端口
端口角色包括
stp根端口、指定端口、阻塞端口。
rstp根端口指定端口alternate（丢弃）端口backup端口
mstp根端口指定端口alternate（丢弃）端口backup端口master端口
5、交换机的转发方式
直通：直接转发有则转发无则泛洪
碎片：只过滤前四个字节
存储：
6、、二层网络常见的问题
广播风暴
重复学习数据帧
mac地址表不稳定
环路
mac地址表不稳定和环路解决办法：stp生成树协议来进行解决
5、ARP的工作过程？
1、查看自己的缓存表，是否有自己所要到达目标主机的ip-mac映射，有则直接进行数据发送，如果没有则进行下一步。
不同点：rstp收敛速度较快增加了端口角色减少了端口状态bpdu的格式及发送方式不同
stp与rstp的本质区别：stp收敛速度慢，rstp收敛速度较快，rstp在收到变更的bpdu时
立即就会进入转发状态，比stp进入转发状态快了30秒，侦听减少了15秒，学习减少15秒rstp的学习状态和stp的学习状态不同，rstp可以向指定端口和阻塞端口以及根端口发送变更BPDU
计算机网络中的路由器与交换机功能与应用场景详解
计算机网络中的路由器与交换机功能与应用场景详解计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，它连接了世界各地的设备和用户，使得信息的传递变得更加便捷和高效。
而在计算机网络中，路由器和交换机是两个常见且重要的设备。
它们在网络中扮演着不同的角色和功能，能够满足各种不同的应用场景。
本文将详细介绍计算机网络中的路由器与交换机的功能以及它们的应用场景。
一、路由器的功能与应用场景路由器是连接不同网络的设备，它能够在网络中根据不同的规则进行数据包转发和路由选择。
路由器的主要功能如下：1. 路由选择：路由器可以根据网络环境和各个子网之间的链路状况，选择最优的转发路径，确保数据包能够快速准确地传输到目的地。
2. 数据包转发：当路由器接收到数据包时，它会根据目的地址查找路由表，并将数据包发送到相应的目的地。
3. 网络隔离：路由器可以将不同的网络划分为不同的子网，实现网络之间的隔离，提高网络的安全性和性能。
4. 网络地址转换（NAT）：路由器可以将内部网络的私有IP地址转换成公共IP地址，实现内网与外网之间的通信。
5. 拥塞控制：路由器通过在网络中使用拥塞控制算法，防止网络拥塞，并保证数据的传输质量和稳定性。
路由器的应用场景主要有以下几种：1. 家庭网络：在家庭网络中，路由器通常作为宽带接入设备，连接宽带入口和家庭内部的各个设备，实现家庭网络的互联和资源共享。
2. 企业网络：在企业网络中，路由器被广泛应用于构建和管理局域网（LAN）和广域网（WAN），实现不同办公室之间的数据通信和资源访问。
3. 互联网：在互联网中，路由器是互联网的重要组成部分，它负责将数据包从发送端路由到接收端，保证数据能够准确高效地传输。
4. 数据中心：在大型数据中心中，路由器被用于连接不同的服务器和存储设备，实现数据的快速交换和传输。
二、交换机的功能与应用场景交换机是计算机网络中的一种数据交换设备，它能够在局域网中实现快速的数据包转发和交换。
交换机的主要功能如下：1. 数据包转发：交换机可以根据数据包的目的MAC地址，将数据包转发到相应端口，实现设备之间的直接通信。
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信息网络中交换机的分类和功能
摘要信息网络的发展成为当今社会的主流发展方向，服务终端设备的不断更新与发展更为网络信息系统的发展提供了强大的支持，而交换机作为信息网络设备的一部分则发挥着重要的结构性作用。
通过针对交换机的不同种类，将其大致归纳为广域网和局域网交换机，着重阐述了两者的异同，而对于交换机的功能也作出了更为详细的解释，这些都会为我国信息网络的进一步飞速发展奠定基础。
关键词信息网络交换机分类功能
交换（switching）是用人工或者设备自动完成，按照两端传输信息的通信需要，把需要传输的信息传送到相应的符合要求的路由上的技术统称。
从广义上说交换机就是能够在通信系统中完成信息交换的一种设备。
要说交换器我们不得不说集线器，集线器是作为第一类网络集线设备而出现的，当时它被广泛的应用在各大局域网络中。
但随着互联网络传输的内容越来越丰富，人们对网络的传输速度和传输的性能要求越来越高。
集线器由于自身的局限性无法满足人们的需求，这时交换机出现了，交换概念的出现改进了工作的共享模式。
我们以前知道的HUB集线器就是这样一种共享设备，HUB本身是不能够识别目的地址，比如当同一局域网中的A主机要向B主机传输数据，数据包就会以HUB为架构以广播形式在网络上传输，由每一台终端来验证数据包的地址信息并去确定是否接收。
交换机克服了集线器的种种不足，普遍得到了业界的认可和应用。
随着交换技术的飞速发展，交换机的传输速度也是越来越快，最快可达10Gbps，因此交换机在各大网络中得到广泛的应用。
交换机的分类
从广义上讲，交换机分为两种类型：广域网交换机和局域网交换机。
广域网交换机经常被应用于电信领域，为通信提供基础平台。
而局域网交换机主要被应用于局域网络，常常用来连接终端设备，如网络打印机以及PC机等等。
如果从传输的介质和传输的速度上来分类的话，交换机可分为FDDI交换机、干兆位以太网交换机、以太网交换机、ATM交换机、快速以太网交换机和令牌环交换机等等。
从规模应用上分类，交换机可分为工作组交换机、部门级交换机和企业级交换机等。
一般来说各厂商划分的尺度并不完全一致，工作组级主要是以交换机作为固定配置式(功能一般较为简单）；部门级交换机一般主要是机架式的(插槽数量较少)；而企业级交换机一般大多数是机架式的，但也有固定配置式的。
从另一方面来讲，以交换机的应用规模为例，工作组级交换机是支持100个信息点以内的交换机，部门级交换机是支持100个信息点到300个信息点之间的中型企业的交换机，企业级交换机是支持500个信息点及以上的大型企业应用的交换机。
通过下表能更清楚明确交换机在不同标准下的分类：
交换机的功能
交换机除了能够把同种类型的网络链接起来之外，还可以让不同类型的网络相互链接起来。
现如今，很多交换机都可以提供支持以太网或者FDDI等快速的连接端口，它们不仅为网络中其他交换机的连接提供技术支持，还能够为占用量大的宽带的关键服务器提供附加的带宽。
通常来说，交换机中的每一个端口都是用来连接一个独立的网段，但是有时往往为了能够提供更加快捷的接入速度，我们可以把一些重要的计算机网络直接连接在交换机端口上。
这样我们可以让网络中关键的服务器和一些重要的用户拥有更加快的接入速度，这样就可以支持更加强大的信息流量。
交换机主要的功能包括物理编址、错误校验、帧序列、网络拓扑结构以及流控。
目前的交换机还拥有了一些新功能，例如对链路汇聚的支持、甚至它还拥有防火墙的功能。
简单点说交换机可以概括为以下几点功能：（1）交换机像集线器一样，它可以提供大量的供线缆连接的端口，因此它能为星型拓扑布线提供了前提条件。
交换机可以像集线器、中继器和网桥那样，当它转发帧时，交换机可以重新产生不失真的一个方形电信号。
（2）交换机像网桥那样，可以在每个端口上都可以使用相同的转发或者过滤逻辑。
也可以把局域网分成多个冲突域，并且每个冲突域拥有自己独立的宽带，这样可以大大提高局域网的速度。
交换机除了具有集线器、中继器和网桥的功能以外，它还可以提供更加先进的功能，例如虚拟局域网。
三、总结
总的来说，交换机就是一种基于mac地址识别的网络设备，它具有能够完成转发封装数据包的功能。
交换机能够“学习”mac地址，并且能够把其存放于内部的地址表中，并能够让数据帧的始发者以及目标的接收者之间建立起临时交换路径，这样就能使数据帧直接从源地址直接到达目的地址。
交换机的不断发展与革新会为整个网络信息的发展起到一定的推动作用，使得原有的信息系统得到不断的巩固，也为整个为网络信息下载及上传等过程增速不少。
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