虚拟网络
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连接。 可互连不同标准的局域网。
交换局域网的核心设备是局域网交换机，它可以在它的多 个端口之间建立多个并发连接。为了保护用户已有的投资， 局域网交换机一般是针对某类局域网（例如802.3标准的 Ethernet或802.5标准的Token Ring）设计的。典型的交换局 域网是交换以太网（Switched Ethernet），它的核心部件是 以太网交换机。
可以转发，忽略其他所有端口的输入数据。
多层交换技术
第三层交换也称多层交换技术或IP交换技术，是相对于传统交换概念提出的。 其工作原理如下：假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进行通
信，发送站点A在开始发送时，把自己的IP地址与B站的IP地址比较，判断B 站是否与自己在同一子网内。若目的站B与发送站A在同一子网内，则进行第 二层的转发。若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站B通信，发 送站A要向“缺省网关”发出ARP（地址解析）封包，而“缺省网关”的IP地 址其实是第三层交换机的第三层交换模块。当发送站A对“缺省网关”的IP地 址广播出一个ARP请求时，如果第三层交换模块在以前的通信过程中已经知 道B站的MAC地址，则向发送站A回复B的MAC地址。否则第三层交换模块根 据路由信息向B站广播一个ARP请求，B站得到此ARP请求后向第三层交换模 块回复其MAC地址，第三层交换模块保存此地址并回复给发送站A，同时将B 站的MAC地址发送到第二层交换引擎的MAC地址表中。从这以后，当A向B发 送的数据包便全部交给第二层交换处理，信息得以高速交换。由于仅仅在路 由过程中才需要第三层处理，绝大部分数据都通过第二层交换转发，因此第 三层交换机的速度很快，接近第二层交换机的速度，同时比相同路由器的价 格低很多。可以相信，随着网络技术的不断发展，第三层交换机有望在大规 模网络中取代现有路由器的位置。 更高层的交换检查的信息更多，如第四层交换需要根据协议类型和端口号来 转发。
端口
2 3 4 结点B:06-21-0A-12-61-20
在交换网络中，通常设计
为有冗余链路和设备，这 DA
1
来自百度文库
2
3
样就避免因单点故障而导 MAC帧
致整个网络的瘫痪，但如 不加以控制，网络上就会
DA=结点C
结点B 结点A:00-01-0C-12-D1-28
4
5
6
DA
MAC帧 DA=结点B
5 结点C:30-61-2C-61-02-16 6 结点D:01-31-00-0C-12-D1
结点C 结点D:01-31-00-0C-12-D1
出现环路，导致问题的出 结点E
现，所以出现了生成树协 议。
以太网交换机的帧转发方式
直接交换方式
在直接交换（Cut Through）方式中，交换机只要接收并检测到目的地址 字段，立即将该帧转发出去，而不管这一帧是否出错。帧出错检测任务 由主机完成。这种交换方式的优点是交换延迟时间短，但它缺乏差错检 测能力，不支持不同输入/输出速率的端口之间的帧转发。
生成树协议
生成树协议（STP）是为克服冗余网络中透明桥接 的问题而创建的，其目的是通过协商一条到根网 桥的无环路路径来避免和消除网络中的环路，它 通过判断网络中存在环路的地方并阻断冗余链路 来实现这个目的。
生成树算法工作过程
从网桥组选出一个网桥作为根网桥 计算每个接口到该网桥的距离 为网络中的每个网段选举一个指派网桥 选举一个到根网桥距离最近的端口作为根端口 选举根端口和任何选举为指派网桥的端口，设置它们
提升网络自身的数据率； 将一个大规模的共享网络分段，然后互联； 将共享网络变成交换式网络。
从共享到交换的以太网络
在10Base-T的以太网中，如果网中有N个结点，那么每个 结点平均能分到的带宽为10Mbps/N。显然，当局域网的 规模不断的扩大，结点数N不断增加时，每个结点平均能 分到的带宽将越来越少。因为Ethernet的N个结点共享一条 10Mbps的公共通信信道，所以当网络结点数N增大、网络 通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网络效率 急剧下降，网络传输延迟增长，网络服务质量下降。
交换式以太网：交换以太网是指以数据链路层的帧为数据 交换单位，以以太网交换机为基础构成的网络，它最主要 的重要就是隔离冲突域。所以从根本上解决了共享以太网 所带来的问题。
交换局域网初步
交换局域网的特点如下：
允许多对站点同时通信，每个站点可以独占传输通道和带宽。 灵活的接口速率。 增强了网络可扩充性和延展性，包括传输距离和网络带宽。 易于管理、便于调整网络负载的分布，有效地利用网络带宽。 交换以太网与以太网、快速以太网完全兼容，它们能够实现无缝
传统的局域网技术是建立在“共享介质”的基础上，网中 所有结点共享一条公共通信传输介质，典型的介质访问控 制方式是CSMA/CD、Token Ring、Token Bus。介质访问 控制方式用来保证每个结点都能够“公平”的使用公共传 输介质。基于这样的机制，每个节点获得的带宽是有限的， 人们提出了三种方案提高每个节点的带宽：
存储转发方式
在存储转发（Store and Forward）方式中，交换机首先完整的接收发送帧， 并先进行差错检测。如果接收帧是正确的，则根据帧目的地址确定输出 端口号，然后再转发出去。这种交换方式的优点是具有帧差错检测能力， 并能支持不同输入/输出速率的端口之间的帧转发，缺点是交换延迟时间 将会增长。
主要内容
交换的基本概念 从共享到交换的以
太网络 以太网交换机及交
换技术 交换机的配置 多层交换技术 虚拟局域网VLAN 交换式以太网技术
交换的基本概念
从信源发出的信息通过中间节点逐一进行传送，直至到达 信宿，这个过程我们把它称作交换，常用的交换方式是电 路交换、报文交换和分组交换。
基本的第二层交换技术
为了实现交换机端口之间 的多个并发连接，交换机
需要维护一张“端口号 /MAC地址映射表”，当 交换机要转发数据帧时，
它会根据该表来确定到底
局域网交换机
地址表
转发机构
地址映射表
缓冲器
端口
MAC地址
1 结点A:00-01-0C-12-D1-28
向那个端口转发而不是向 所有的端口发送。
改进直接交换方式
改进的直接交换方式则将直接交换方式和存储转发方式结合起来，它在 接收到帧的前64字节后，判断帧的帧头字段是否正确，如果正确则转发出 去。这种方法对于短的帧来说，其交换延迟时间与直接交换方式比较接 近；对于长的帧来说，由于它只对帧的地址字段与控制字段进行差错检 测，因此延迟时间将会减少。
交换局域网的核心设备是局域网交换机，它可以在它的多 个端口之间建立多个并发连接。为了保护用户已有的投资， 局域网交换机一般是针对某类局域网（例如802.3标准的 Ethernet或802.5标准的Token Ring）设计的。典型的交换局 域网是交换以太网（Switched Ethernet），它的核心部件是 以太网交换机。
可以转发，忽略其他所有端口的输入数据。
多层交换技术
第三层交换也称多层交换技术或IP交换技术，是相对于传统交换概念提出的。 其工作原理如下：假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进行通
信，发送站点A在开始发送时，把自己的IP地址与B站的IP地址比较，判断B 站是否与自己在同一子网内。若目的站B与发送站A在同一子网内，则进行第 二层的转发。若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站B通信，发 送站A要向“缺省网关”发出ARP（地址解析）封包，而“缺省网关”的IP地 址其实是第三层交换机的第三层交换模块。当发送站A对“缺省网关”的IP地 址广播出一个ARP请求时，如果第三层交换模块在以前的通信过程中已经知 道B站的MAC地址，则向发送站A回复B的MAC地址。否则第三层交换模块根 据路由信息向B站广播一个ARP请求，B站得到此ARP请求后向第三层交换模 块回复其MAC地址，第三层交换模块保存此地址并回复给发送站A，同时将B 站的MAC地址发送到第二层交换引擎的MAC地址表中。从这以后，当A向B发 送的数据包便全部交给第二层交换处理，信息得以高速交换。由于仅仅在路 由过程中才需要第三层处理，绝大部分数据都通过第二层交换转发，因此第 三层交换机的速度很快，接近第二层交换机的速度，同时比相同路由器的价 格低很多。可以相信，随着网络技术的不断发展，第三层交换机有望在大规 模网络中取代现有路由器的位置。 更高层的交换检查的信息更多，如第四层交换需要根据协议类型和端口号来 转发。
端口
2 3 4 结点B:06-21-0A-12-61-20
在交换网络中，通常设计
为有冗余链路和设备，这 DA
1
来自百度文库
2
3
样就避免因单点故障而导 MAC帧
致整个网络的瘫痪，但如 不加以控制，网络上就会
DA=结点C
结点B 结点A:00-01-0C-12-D1-28
4
5
6
DA
MAC帧 DA=结点B
5 结点C:30-61-2C-61-02-16 6 结点D:01-31-00-0C-12-D1
结点C 结点D:01-31-00-0C-12-D1
出现环路，导致问题的出 结点E
现，所以出现了生成树协 议。
以太网交换机的帧转发方式
直接交换方式
在直接交换（Cut Through）方式中，交换机只要接收并检测到目的地址 字段，立即将该帧转发出去，而不管这一帧是否出错。帧出错检测任务 由主机完成。这种交换方式的优点是交换延迟时间短，但它缺乏差错检 测能力，不支持不同输入/输出速率的端口之间的帧转发。
生成树协议
生成树协议（STP）是为克服冗余网络中透明桥接 的问题而创建的，其目的是通过协商一条到根网 桥的无环路路径来避免和消除网络中的环路，它 通过判断网络中存在环路的地方并阻断冗余链路 来实现这个目的。
生成树算法工作过程
从网桥组选出一个网桥作为根网桥 计算每个接口到该网桥的距离 为网络中的每个网段选举一个指派网桥 选举一个到根网桥距离最近的端口作为根端口 选举根端口和任何选举为指派网桥的端口，设置它们
提升网络自身的数据率； 将一个大规模的共享网络分段，然后互联； 将共享网络变成交换式网络。
从共享到交换的以太网络
在10Base-T的以太网中，如果网中有N个结点，那么每个 结点平均能分到的带宽为10Mbps/N。显然，当局域网的 规模不断的扩大，结点数N不断增加时，每个结点平均能 分到的带宽将越来越少。因为Ethernet的N个结点共享一条 10Mbps的公共通信信道，所以当网络结点数N增大、网络 通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网络效率 急剧下降，网络传输延迟增长，网络服务质量下降。
交换式以太网：交换以太网是指以数据链路层的帧为数据 交换单位，以以太网交换机为基础构成的网络，它最主要 的重要就是隔离冲突域。所以从根本上解决了共享以太网 所带来的问题。
交换局域网初步
交换局域网的特点如下：
允许多对站点同时通信，每个站点可以独占传输通道和带宽。 灵活的接口速率。 增强了网络可扩充性和延展性，包括传输距离和网络带宽。 易于管理、便于调整网络负载的分布，有效地利用网络带宽。 交换以太网与以太网、快速以太网完全兼容，它们能够实现无缝
传统的局域网技术是建立在“共享介质”的基础上，网中 所有结点共享一条公共通信传输介质，典型的介质访问控 制方式是CSMA/CD、Token Ring、Token Bus。介质访问 控制方式用来保证每个结点都能够“公平”的使用公共传 输介质。基于这样的机制，每个节点获得的带宽是有限的， 人们提出了三种方案提高每个节点的带宽：
存储转发方式
在存储转发（Store and Forward）方式中，交换机首先完整的接收发送帧， 并先进行差错检测。如果接收帧是正确的，则根据帧目的地址确定输出 端口号，然后再转发出去。这种交换方式的优点是具有帧差错检测能力， 并能支持不同输入/输出速率的端口之间的帧转发，缺点是交换延迟时间 将会增长。
主要内容
交换的基本概念 从共享到交换的以
太网络 以太网交换机及交
换技术 交换机的配置 多层交换技术 虚拟局域网VLAN 交换式以太网技术
交换的基本概念
从信源发出的信息通过中间节点逐一进行传送，直至到达 信宿，这个过程我们把它称作交换，常用的交换方式是电 路交换、报文交换和分组交换。
基本的第二层交换技术
为了实现交换机端口之间 的多个并发连接，交换机
需要维护一张“端口号 /MAC地址映射表”，当 交换机要转发数据帧时，
它会根据该表来确定到底
局域网交换机
地址表
转发机构
地址映射表
缓冲器
端口
MAC地址
1 结点A:00-01-0C-12-D1-28
向那个端口转发而不是向 所有的端口发送。
改进直接交换方式
改进的直接交换方式则将直接交换方式和存储转发方式结合起来，它在 接收到帧的前64字节后，判断帧的帧头字段是否正确，如果正确则转发出 去。这种方法对于短的帧来说，其交换延迟时间与直接交换方式比较接 近；对于长的帧来说，由于它只对帧的地址字段与控制字段进行差错检 测，因此延迟时间将会减少。