交換機基礎(chǔ)知識課件

本章內(nèi)容●交換機概述●交換機的分類與性能指標(biāo)●交換機的接口與連接方式●虛擬局域網(wǎng)與多層交換●交換機產(chǎn)品簡介本章內(nèi)容●交換機概述2.1交換機概述交換機，英文名稱為Switch，也稱為交換式集線器，它是一種基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)識別，能夠在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。2.1交換機概述交換機，英文名稱為Switc2.1.1交換機簡介交換機的工作特點：擁有一條很高帶寬的背板總線和內(nèi)部交換矩陣所有的端口都掛接在這條背板總線上控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC地址的網(wǎng)卡（NIC）掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機會“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。2.1.1交換機簡介交換機的工作特點：2.1.2交換機的交換模式概念：交換機將數(shù)據(jù)從一個端口轉(zhuǎn)發(fā)至到另一個端口的處理方式稱為交換模式。類型：存儲轉(zhuǎn)發(fā)（StoreandForward）直通交換（Cut—Through）碎片丟棄（Fragmentfree）2.1.2交換機的交換模式概念：類型：2.1交換機概述2.1交換機概述存儲轉(zhuǎn)發(fā)(StoreandForward)特點：交換機接收到數(shù)據(jù)包后，首先將數(shù)據(jù)包存儲到緩沖器中，進行CRC循環(huán)冗余校驗,如果這個數(shù)據(jù)包有CRC錯誤，則該包將被丟棄；如果數(shù)據(jù)包完整，交換機查詢地址映射表將其轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的端口。優(yōu)點：沒有殘缺數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，可減少潛在的不必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)缺點：轉(zhuǎn)發(fā)速率比直接轉(zhuǎn)發(fā)方式慢。適用環(huán)境：存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)適用于普通鏈路質(zhì)量或質(zhì)量較為惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這種方式要對數(shù)據(jù)包進行處理，所以，延遲和幀的大小有關(guān)。2.1.2交換機的交換模式存儲轉(zhuǎn)發(fā)(StoreandForward)2.1.2直通交換(Cut—Through)特點：交換機只讀出數(shù)據(jù)幀的前6個字節(jié)，即通過地址映射表中查找目標(biāo)地址，將數(shù)據(jù)幀傳送到相應(yīng)的端口上。直通交換能夠?qū)崿F(xiàn)較少的延遲，因為在數(shù)據(jù)幀的目的地址被讀出，確定了轉(zhuǎn)發(fā)端口后馬上開始轉(zhuǎn)發(fā)這個數(shù)據(jù)幀。優(yōu)點：轉(zhuǎn)發(fā)速率快、減少延時和提高整體吞吐率缺點：會給整個交換網(wǎng)絡(luò)帶來許多垃圾通信包適用環(huán)境：網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量較好、錯誤數(shù)據(jù)包較少的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，延遲時間跟幀的大小無關(guān)。2.1.2交換機的交換模式直通交換(Cut—Through)2.1.2交換機的交碎片丟棄（Fragmentfree）特點：這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64個字節(jié)，如果小于64字節(jié)，說明是假包，則丟棄該包；如果大于等于64字節(jié)，則發(fā)送該包。優(yōu)點：數(shù)據(jù)處理速度比存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式快缺點：比直通式慢適用環(huán)境：一般的通訊鏈路2.1.2交換機的交換模式碎片丟棄（Fragmentfree）2.1.2交換機的2.1.3交換機與網(wǎng)橋的主要區(qū)別(1)延遲小。交換機通過硬件實現(xiàn)，而網(wǎng)橋通過軟件實現(xiàn)。網(wǎng)橋是通過運行于計算機系統(tǒng)上的橋接協(xié)議實現(xiàn)；交換機使用了專用集成電路（Application-Specific-IntegratedCircuit，ASIC)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)速度。(2)端口多。交換機得端口密度遠大于網(wǎng)橋。(3)功能強大。交換機除了轉(zhuǎn)發(fā)/過濾的功能，還有諸多管理功能，如網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的支持、虛擬局域網(wǎng)的劃分等。2.1.3交換機與網(wǎng)橋的主要區(qū)別(1)延遲小。交換機通過（1）在OSI/RM網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的工作層次不同集線器工作在物理層，而交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層。更高級的交換機可以工作在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）、第四層（傳輸層）或更高層。（2）數(shù)據(jù)傳輸方式不同集線器的數(shù)據(jù)傳輸方式是廣播（broadcast）方式，即所有端口處在一個沖突域中；而交換機的數(shù)據(jù)傳輸一般只發(fā)生在源端口和目的端口之間，即交換機的每個端口處在不同的沖突域。（3）帶寬占用方式不同集線器所有端口共享集線器的總帶寬，而交換機的每個端口都具有自己獨立的帶寬。（4）傳輸模式不同集線器采用半雙工方式進行數(shù)據(jù)傳輸；交換機采用全雙工方式來傳輸數(shù)據(jù)。2.1.3交換機與集線器的主要區(qū)別（1）在OSI/RM網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的工作層次不同2.1.3Hub沖突域Switch沖突域1沖突域2Hub沖突域Switch沖突域1沖突域22.1.3交換機與集線器（HUB）的主要區(qū)別總結(jié)：

交換機與集線器有著本質(zhì)的不同，無論在工作層次、通訊方式、傳輸速度和可管理性上，都都存在明顯的差別，交換機與集線器相比具有無與倫比的優(yōu)勢。目前，交換機已經(jīng)成為組網(wǎng)中的普遍使用的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，而集線器已經(jīng)逐漸在退出歷史舞臺。2.1.3交換機與集線器（HUB）的主要區(qū)別總結(jié)：2.2交換機的分類與性能指標(biāo)2.2交換機的分類與性能指標(biāo)2.2.1交換機的分類從應(yīng)用區(qū)域劃分：廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機

廣域網(wǎng)交換機:主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信基礎(chǔ)平臺。局域網(wǎng)交換機則:應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機及網(wǎng)絡(luò)打印機等。注意：我們重點學(xué)習(xí)的是局域網(wǎng)交換機。2.2.1交換機的分類從應(yīng)用區(qū)域劃分：廣域網(wǎng)交換機和局域2.2.1交換機的分類按組建園區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)層次，可劃分為：接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機。核心層交換機:一般采用機箱式模塊化設(shè)計，機箱中可承載管理模塊、光端口模塊、高速電口模塊、電源等，具有很高的背板容量；匯聚層交換機:可以是機箱式模塊化交換機，也可以是固定配置的交換機，具有較高的接入能力和帶寬，一般會包含光端口、高速電口等端口；接入層交換機:一般是固定配置的交換機，端口密度較大，具有較高的接入能力，以10/100M端口為主，以固定端口或擴展槽方式提供1000Mbps的上聯(lián)端口。2.2.1交換機的分類按組建園區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)層次，可根據(jù)傳輸介質(zhì)、傳輸速度以及發(fā)展歷史上看，局域網(wǎng)交換機有這樣一些類型：以太網(wǎng)交換機快速以太網(wǎng)交換機千兆以太網(wǎng)交換機萬兆以太網(wǎng)交換機FDDI交換機ATM交換機令牌環(huán)交換機……2.2.1交換機的分類根據(jù)傳輸介質(zhì)、傳輸速度以及發(fā)展歷史上看，局域網(wǎng)交換機有這根據(jù)架構(gòu)特點，人們還將局域網(wǎng)交換機分為機架式帶擴展槽固定配置式不帶擴展槽固定配置式

2.2.1交換機的分類根據(jù)架構(gòu)特點，人們還將局域網(wǎng)交換機分為2.2.1交換機的按照OSI的七層網(wǎng)絡(luò)模型，交換機又可以分為：第二層交換機第三層交換機第四層交換機第七層交換機

基于MAC地址工作的第二層交換機最為普遍，用于網(wǎng)絡(luò)接入層和匯聚層?；贗P地址和協(xié)議進行交換的第三層交換機應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的核心層，也少量應(yīng)用于匯聚層。部分第三層交換機也同時具有第四層交換功能，可以根據(jù)數(shù)據(jù)幀的協(xié)議端口信息進行目標(biāo)端口判斷。第四層以上的交換機稱之為應(yīng)用型交換機，主要用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。2.2.1交換機的分類按照OSI的七層網(wǎng)絡(luò)模型，交換機又可以分為：2.2.1交按照交換機的可管理性，可分為：可管理型交換機不可管理型交換機

兩者區(qū)別在于對SNMP、RMON等網(wǎng)管協(xié)議的支持?？晒芾硇徒粨Q機便于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、流量分析，但成本也相對較高。大中型網(wǎng)絡(luò)在匯聚層應(yīng)該選擇可管理型交換機，在接入層視應(yīng)用需要而定，核心層交換機則全部是可管理型交換機。2.2.1交換機的分類按照交換機的可管理性，可分為：2.2.1交換機的分類2.2.1交換機的分類從應(yīng)用的角度劃分，交換機又可分為：

電話交換機（PBX）：主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供語音通訊。數(shù)據(jù)交換機（Switch）：應(yīng)用于計算機網(wǎng)絡(luò)。注意：我們重點學(xué)習(xí)的是數(shù)據(jù)交換機。2.2.1交換機的分類從應(yīng)用的角度劃分，交換機又可分為：背板帶寬與端口速率模塊化與固定配置專用芯片與通用芯片單/多MAC地址類型2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)背板帶寬與端口速率2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)背板帶寬與端口速率背板帶寬和端口速率是衡量交換機的交換能力的主要參數(shù)。背板帶寬：指通過交換機所有通信的最大值。交換機的端口速率：每秒通過的比特數(shù)。10Mbps100Mbps1000Mbps10000Mbps2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)背板帶寬與端口速率2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)模塊化與固定配置模塊化交換機：具有很強的可擴展性，可在機箱內(nèi)提供一系列擴展模塊，如千兆位以太網(wǎng)模塊、FDDI模塊、ATM模塊、快速以太網(wǎng)模塊、令牌環(huán)模塊等，所以能夠?qū)⒕哂胁煌瑓f(xié)議、不同拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接起來。但是它的價格一般也比較昂貴。模塊化交換機一般作為骨干交換機來使用。固定配置交換機：一般具有固定端口配置，比如Cisco公司的Catalystl900/2900交換機，Bay公司的BayStack350/450交換機等。固定配置交換機的可擴充性顯然不如模塊化交換機，但是價格要低得多。2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)模塊化與固定配置2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)專用芯片與通用芯片

X86：通用計算機芯片ASIC：（Application-Specific-IntegratedCircuit）NP：專用網(wǎng)絡(luò)處理器2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)專用芯片與通用芯片2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)單/多MAC地址類型

單MAC交換機：每個端口只有一個MAC地址多MAC交換機：每個端口捆綁有多個MAC硬件地址

單MAC交換機主要用于連接最終用戶、網(wǎng)絡(luò)共享資源或非橋接路由器，它們不能用于連接集線器或含有多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)段；多MAC交換機的每個端口可以看作是一個集線器，而多MAC交換機可以看作是集線器的集線器。2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)單/多MAC地址類型2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)2.3交換機的接口與連接方式2.3交換機的接口與連接方式2.3.1交換機的接口類型交換機的接口是隨著網(wǎng)絡(luò)類型的變化和傳輸介質(zhì)的發(fā)展而產(chǎn)生的不同的接口規(guī)格，主要有：雙絞線RJ-45接口光纖接口AUI接口與BNCConsole接口FDDI接口2.3.1交換機的接口類型交換機的接口是隨著網(wǎng)絡(luò)類雙絞線RJ-45接口數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的一種接口類型，它屬于以太網(wǎng)接口類型。它不僅在最基本的10Base-T以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中使用，還在目前主流的100Base-TX快速以太網(wǎng)和1000Base-TX千兆以太網(wǎng)中使用。2.3.1交換機的接口類型雙絞線RJ-45接口2.3.1交換機的接口類型光纖接口

目前光纖傳輸介質(zhì)發(fā)展相當(dāng)迅速，各種光纖接口也是層出不窮，分別應(yīng)用于100Base-FX、1000Base-FX等網(wǎng)絡(luò)中。在局域網(wǎng)交換機中，SC類型是一種常見的光纖接口，SC接口的芯在接頭里面，右圖所示的是一款100Base-FX網(wǎng)絡(luò)的SC光纖接口模塊。2.3.1交換機的接口類型光纖接口2.3.1交換機的接口類型AUI接口

這是專門用于連接粗同軸電纜的，目前這種網(wǎng)絡(luò)在局域網(wǎng)中已不多見?，F(xiàn)在部分交換機保留了AUI接口。AUI接口是一個15針“D”形接口，類似于顯示器接口。這種接口在其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中也可以見到，如路由器，甚至服務(wù)器中。右圖中所示的是交換機上的AUI接口示意圖。2.3.1交換機的接口類型AUI接口2.3.1交換機的接口類型BNC接口

這是專門用于連接細同軸電纜的接口，目前提供這種接口的交換機比較少見。個別交換機保留BNC接口，主要是用于與細同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的令牌網(wǎng)絡(luò)連接。右圖是BNC接口的網(wǎng)卡。2.3.1交換機的接口類型BNC接口2.3.1交換機的接口類型Console接口

用于配置交換機而使用的接口。不同交換機的Console接受有所不同，有些與Cisco路由器一樣采用RJ-45類型Console接口，而有的則采用串口作為Console接口。2.3.1交換機的接口類型Console接口2.3.1交換機的接口類型FDDI接口

在早期的100Mbps時代，還有一種FDDI網(wǎng)絡(luò)類型，即“光纖分布式數(shù)據(jù)接口”，其傳輸介質(zhì)也是光纖，其接口類型如右圖。目前由于它的優(yōu)勢不明顯，已經(jīng)很少見了。2.3.1交換機的接口類型FDDI接口2.3.1交換機的接口類型2.3.2交換機的連接方式我們常見的網(wǎng)絡(luò)都是多臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，我們來看交換機之間有哪些連接方式：級聯(lián)冗余堆疊2.3.2交換機的連接方式我們常見的網(wǎng)絡(luò)都級聯(lián)是最常見的連接方式，即使用網(wǎng)線將兩個交換機連接起來。有使用光纖介質(zhì)連接和雙絞線介質(zhì)連接兩種情況。光纖介質(zhì)連接：直接連接的兩個交換機端口要保證一致的光纖規(guī)格、端口速率，發(fā)送信號光纖端口與接收信號光纖端口相連。雙絞線介質(zhì)連接：分普通端口和使用Uplink端口級聯(lián)兩種情況。普通端口之間相連，使用交叉雙絞線；一臺交換機使用UPlink端口相連使用直通雙絞線。注意：目前有些交換機已實現(xiàn)智能判斷，即使用交叉線或直通線均可在兩臺交換機之間建立連接。2.3.2交換機的連接方式級聯(lián)2.3.2交換機的連接方式冗余SpanningTree冗余連接：工作方式是StandBy，一條鏈路在工作，其余鏈路處于待機(StandBy)狀態(tài)，效率沒有提高，可靠性提高。PortTrunking連接：多條冗余連接鏈路實現(xiàn)負載分擔(dān)。交換機之間聯(lián)結(jié)帶寬成倍提高，可靠性已得到增強。2.3.2交換機的連接方式冗余2.3.2交換機的連接方式堆疊

只有支持堆疊的交換及之間才可進行堆疊，使用專用的堆疊線通過交換機上提供的堆疊接口使用一定的連接方式連接起來。多臺交換機的堆疊是靠一個提供背板總線帶寬的多口堆疊母模塊與單口的堆疊子模塊相連實現(xiàn)的，并插入不同的交換機實現(xiàn)交換機的堆疊。2.3.2交換機的連接方式堆疊2.3.2交換機的連接方式堆疊和級聯(lián)的區(qū)別連接方式不同：級聯(lián)是兩臺交換機通過兩個PORT互聯(lián)，而堆疊是交換機通過專門的背板堆疊模塊相連。堆疊可以增加設(shè)備總帶寬，而級聯(lián)是不能增加設(shè)備的總帶寬。通用性不同：級聯(lián)可通過光纖或雙絞線在任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家的交換機之間進行連接，而堆疊只有在自己廠家的設(shè)備之間，且設(shè)備必須具有堆疊功能才可實現(xiàn)。連接距離不同：級聯(lián)的設(shè)備之間可以有較遠的距離（100米-幾百米），而堆疊的設(shè)備之間距離十分有限，必須在幾米以內(nèi)。2.3.2交換機的連接方式堆疊和級聯(lián)的區(qū)別2.3.2交換機的連接方式2.4虛擬局域網(wǎng)和多層交換2.4虛擬局域網(wǎng)和多層交換2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)概念：

VLAN(VisualLocalAreaNetwork)，即虛擬局域網(wǎng)，是指網(wǎng)絡(luò)中的站點不拘泥于所處的物理位置，而可以根據(jù)需要靈活地加入不同的邏輯子網(wǎng)中的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。特點：

在交換式以太網(wǎng)中，構(gòu)成虛擬局域網(wǎng)的站點不必拘泥于所處的物理位置，它們既可以掛接在同一個交換機中，也可以掛接在不同的交換機中。虛擬局域網(wǎng)技術(shù)使得網(wǎng)段的劃分變得非常靈活。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)概念：特點：虛擬局域網(wǎng)的劃分方法：2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于端口的虛擬局域網(wǎng)基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)的虛擬局域網(wǎng)基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)的劃分方法：2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基基于端口的虛擬局域網(wǎng)基于端口的虛擬局域網(wǎng)是最實用的虛擬局域網(wǎng)，它保持了最普通常用的虛擬局域網(wǎng)成員定義方法，按照交換機的端口來確定虛擬局域網(wǎng)的定義。處于同一個虛擬局域網(wǎng)的成員端口可以位于一臺交換機上，也可以位于不同交換機上的端口。定義簡單、靈活。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于端口的虛擬局域網(wǎng)2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)

在基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)中，交換機對站點的MAC地址和交換機端口進行跟蹤，在新站點入網(wǎng)時根據(jù)需要將其劃歸至某一個虛擬局域網(wǎng)，而無論該站點在網(wǎng)絡(luò)中怎樣移動，由于其MAC地址保持不變，因而其依然屬于原來的局域網(wǎng)。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLA基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)

在基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)中，新站點在入網(wǎng)時無需進行太多配置，交換機則根據(jù)各站點網(wǎng)絡(luò)地址自動將其劃分成不同的虛擬局域網(wǎng)。在三種虛擬局域網(wǎng)的實現(xiàn)技術(shù)中，基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)智能化程度最高，實現(xiàn)起來也最復(fù)雜。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN2.4.2三層交換概念

三層交換是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第二層---數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說，三層交換技術(shù)就是：二層交換技術(shù)＋三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。特點解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段間子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。2.4.2三層交換概念2.4.2三層交換三層交換是相對于傳統(tǒng)的交換概念而提出的。傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層（即數(shù)據(jù)鏈路層）進行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說，三層交換技術(shù)就是二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，三層交換機就是“二層交換機+基于硬件的路由器”。

2.4.2三層交換三層交換是相對于傳統(tǒng)的交換概念那么三層交換是怎樣實現(xiàn)的呢？三層交換的技術(shù)細節(jié)非常復(fù)雜，不可能一下子講清楚，不過您可以簡單地將三層交換機理解為由一臺路由器和一臺二層交換機構(gòu)成，如下圖所示。那么三層交換是怎樣實現(xiàn)的呢？三層交換的技術(shù)細兩臺處于不同子網(wǎng)的主機通信，必須要通過路由器進行路由。在上圖中，主機A向主機B發(fā)送的第1個數(shù)據(jù)包必須要經(jīng)過三層交換機中的路由處理器進行路由才能到達主機B，但是當(dāng)以后的數(shù)據(jù)包再發(fā)向主機B時，就不必再經(jīng)過路由處理器處理了，因為三層交換機有“記憶”路由的功能。

三層交換機的路由記憶功能是由路由緩存來實現(xiàn)的。當(dāng)一個數(shù)據(jù)包發(fā)往三層交換機時，三層交換機首先在它的緩存列表里進行檢查，看看路由緩存里有沒有記錄，如果有記錄就直接調(diào)取緩存的記錄進行路由，而不再經(jīng)過路由處理器進行處理，這樣的數(shù)據(jù)包的路由速度就大大提高了。如果三層交換機在路由緩存中沒有發(fā)現(xiàn)記錄，再將數(shù)據(jù)包發(fā)往路由處理器進行處理，處理之后再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

兩臺處于不同子網(wǎng)的主機通信，必須要通過路由器三層交換機工作原理三層交換機實質(zhì)上是將二層交換機與路由器結(jié)合起來的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它既可以完成數(shù)據(jù)交換功能，又可以完成數(shù)據(jù)路由功能。三層交換機工作原理三層交換機實質(zhì)上是將二層交換類型：純硬件和純軟件兩大類2.4.2三層交換類型：純硬件和純軟件兩大類2.4.2三層交換2.4.3多層交換概念：

隨著交換技術(shù)的不斷發(fā)展，以及交換機產(chǎn)品的不斷更新，在傳統(tǒng)交換機上實現(xiàn)的功能日益變得豐富起來?，F(xiàn)在不僅有了“路由功能的交換機”，有些交換機還具有通過辨別第四層協(xié)議端口的能力，有人將此類型的交換機稱為第四層交換機，甚至還有可以識別應(yīng)用層協(xié)議的交換機，因而，也出現(xiàn)了“應(yīng)用層交換機”的概念。凡是超越傳統(tǒng)工作在二層的交換大家統(tǒng)稱為“多層交換”。2.4.3多層交換概念：第四層交換

第四層交換的主要作用體現(xiàn)在，可以將端到端性能和服務(wù)質(zhì)量要求實現(xiàn)對所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的負載進行細致的均衡，以保證客戶機與服務(wù)器之間數(shù)據(jù)平滑地流動。2.4.3多層交換第四層交換2.4.3多層交換第七層交換

目前，在高可用性和負載均衡方面，有部分交換機可以利用由應(yīng)用返回給最終用戶的第七層信息。這些交換機使用戶可以容易地確認(rèn)站點內(nèi)容的響應(yīng)性和正確性，或從客戶的角度來試測你的站點，看看是否存在正確的應(yīng)用和內(nèi)容。具有這樣功能的交換機我們稱為“第七層交換機”。2.4.3多層交換第七層交換2.4.3多層交換2.5交換機產(chǎn)品簡介2.5交換機產(chǎn)品簡介交換機產(chǎn)品簡介

目前市場上的交換機產(chǎn)品很多，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為當(dāng)前一項熱門應(yīng)用，近20年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品層出不窮，更新?lián)Q代十分迅速。所以網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品市場品種繁多。市面上網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的廠家很多。如CISCO、HP、3COM、華為、華三（H3C）、銳捷、神州數(shù)碼、D-LINK等。交換機產(chǎn)品簡介目前市場上的交換機產(chǎn)品很多，網(wǎng)絡(luò)思科產(chǎn)品Cisco（思科）的交換機產(chǎn)品以“Catalyst”為商標(biāo)，曾經(jīng)生產(chǎn)了500、1900、2800、2900、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、8500等十多個系列的交換機產(chǎn)品，產(chǎn)品線經(jīng)過交換技術(shù)的不斷發(fā)展，以及逐漸規(guī)范，目前思科在產(chǎn)的產(chǎn)品線為：500、2900、3500、3700、4500、4900和6500。順序為由低端到高端。思科產(chǎn)品Cisco（思科）的交換機產(chǎn)品以“Cata思科產(chǎn)品低端產(chǎn)品

2900的背板帶寬為3.2G，最多48個10/100M自適應(yīng)端口，所有端口均支持全雙工通訊。型號有普通10/100BaseTx交換機，如C2912、C2924等；有些是帶光纖接口的，如C2924C帶兩個100BaseFx口；有些是模塊化的，如C2924M，帶兩個擴展槽。擴展槽的插卡可以放置100BaseTx模塊、100baseFx模塊，以及ATM模塊和千兆以太接口卡(GBIC)。思科產(chǎn)品低端產(chǎn)品思科產(chǎn)品中端產(chǎn)品

C3500系列交換機背板帶寬高達10Gbps，轉(zhuǎn)發(fā)速率7.5Mpps，它支持250個VLAN，支持IEEE802.1Q和ISLTrunking,支持CGMP網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)交換機,可選冗余電源等。并具有很強的管理功能和全面的千兆模塊支持。思科產(chǎn)品中端產(chǎn)品思科產(chǎn)品高端產(chǎn)品

Catalyst6500系列交換機為園區(qū)網(wǎng)提供了高性能、多層交換的解決方案，專門為需要千兆擴展、可用性高、多層交換的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計，主要面向園區(qū)骨干連接等場合。如右圖，是思科Catalyst6500家族。思科產(chǎn)品高端產(chǎn)品華為產(chǎn)品

華為公司目前已是國內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)廠商的領(lǐng)頭羊，其研發(fā)水平和市場占有率非常有說服力。華為的行業(yè)渠道比較完善。華為在攜手3COM之前在國內(nèi)已是電信行業(yè)設(shè)備的主要供應(yīng)商，客戶群體還包括政府，電力，金融，教育等行業(yè)。華為攜手3COM之后，已成為CISCO的強有力的競爭對手。華為產(chǎn)品華為公司目前已是國內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)廠商的領(lǐng)頭D-link產(chǎn)品

D-Link公司進入國內(nèi)已久，一直是中低端網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品市場的佼佼者，行業(yè)渠道比較完善，在市場上具有一定的知名度。近兩年，D-link在網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)管理產(chǎn)品上也有了不少突破，產(chǎn)品線有越來越豐富的趨勢。D-link產(chǎn)品D-Link公司進入國內(nèi)已思考題目簡述交換機和集線器的區(qū)別交換機堆疊和級聯(lián)有什么區(qū)別衡量交換機的主要參數(shù)有哪些？分別代表什么意思？思考題目簡述交換機和集線器的區(qū)別交換機基礎(chǔ)知識課件交換機基礎(chǔ)知識課件本章內(nèi)容●交換機概述●交換機的分類與性能指標(biāo)●交換機的接口與連接方式●虛擬局域網(wǎng)與多層交換●交換機產(chǎn)品簡介本章內(nèi)容●交換機概述2.1交換機概述交換機，英文名稱為Switch，也稱為交換式集線器，它是一種基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)識別，能夠在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。2.1交換機概述交換機，英文名稱為Switc2.1.1交換機簡介交換機的工作特點：擁有一條很高帶寬的背板總線和內(nèi)部交換矩陣所有的端口都掛接在這條背板總線上控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC地址的網(wǎng)卡（NIC）掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機會“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。2.1.1交換機簡介交換機的工作特點：2.1.2交換機的交換模式概念：交換機將數(shù)據(jù)從一個端口轉(zhuǎn)發(fā)至到另一個端口的處理方式稱為交換模式。類型：存儲轉(zhuǎn)發(fā)（StoreandForward）直通交換（Cut—Through）碎片丟棄（Fragmentfree）2.1.2交換機的交換模式概念：類型：2.1交換機概述2.1交換機概述存儲轉(zhuǎn)發(fā)(StoreandForward)特點：交換機接收到數(shù)據(jù)包后，首先將數(shù)據(jù)包存儲到緩沖器中，進行CRC循環(huán)冗余校驗,如果這個數(shù)據(jù)包有CRC錯誤，則該包將被丟棄；如果數(shù)據(jù)包完整，交換機查詢地址映射表將其轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的端口。優(yōu)點：沒有殘缺數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，可減少潛在的不必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)缺點：轉(zhuǎn)發(fā)速率比直接轉(zhuǎn)發(fā)方式慢。適用環(huán)境：存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)適用于普通鏈路質(zhì)量或質(zhì)量較為惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這種方式要對數(shù)據(jù)包進行處理，所以，延遲和幀的大小有關(guān)。2.1.2交換機的交換模式存儲轉(zhuǎn)發(fā)(StoreandForward)2.1.2直通交換(Cut—Through)特點：交換機只讀出數(shù)據(jù)幀的前6個字節(jié)，即通過地址映射表中查找目標(biāo)地址，將數(shù)據(jù)幀傳送到相應(yīng)的端口上。直通交換能夠?qū)崿F(xiàn)較少的延遲，因為在數(shù)據(jù)幀的目的地址被讀出，確定了轉(zhuǎn)發(fā)端口后馬上開始轉(zhuǎn)發(fā)這個數(shù)據(jù)幀。優(yōu)點：轉(zhuǎn)發(fā)速率快、減少延時和提高整體吞吐率缺點：會給整個交換網(wǎng)絡(luò)帶來許多垃圾通信包適用環(huán)境：網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量較好、錯誤數(shù)據(jù)包較少的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，延遲時間跟幀的大小無關(guān)。2.1.2交換機的交換模式直通交換(Cut—Through)2.1.2交換機的交碎片丟棄（Fragmentfree）特點：這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64個字節(jié)，如果小于64字節(jié)，說明是假包，則丟棄該包；如果大于等于64字節(jié)，則發(fā)送該包。優(yōu)點：數(shù)據(jù)處理速度比存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式快缺點：比直通式慢適用環(huán)境：一般的通訊鏈路2.1.2交換機的交換模式碎片丟棄（Fragmentfree）2.1.2交換機的2.1.3交換機與網(wǎng)橋的主要區(qū)別(1)延遲小。交換機通過硬件實現(xiàn)，而網(wǎng)橋通過軟件實現(xiàn)。網(wǎng)橋是通過運行于計算機系統(tǒng)上的橋接協(xié)議實現(xiàn)；交換機使用了專用集成電路（Application-Specific-IntegratedCircuit，ASIC)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)速度。(2)端口多。交換機得端口密度遠大于網(wǎng)橋。(3)功能強大。交換機除了轉(zhuǎn)發(fā)/過濾的功能，還有諸多管理功能，如網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的支持、虛擬局域網(wǎng)的劃分等。2.1.3交換機與網(wǎng)橋的主要區(qū)別(1)延遲小。交換機通過（1）在OSI/RM網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的工作層次不同集線器工作在物理層，而交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層。更高級的交換機可以工作在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）、第四層（傳輸層）或更高層。（2）數(shù)據(jù)傳輸方式不同集線器的數(shù)據(jù)傳輸方式是廣播（broadcast）方式，即所有端口處在一個沖突域中；而交換機的數(shù)據(jù)傳輸一般只發(fā)生在源端口和目的端口之間，即交換機的每個端口處在不同的沖突域。（3）帶寬占用方式不同集線器所有端口共享集線器的總帶寬，而交換機的每個端口都具有自己獨立的帶寬。（4）傳輸模式不同集線器采用半雙工方式進行數(shù)據(jù)傳輸；交換機采用全雙工方式來傳輸數(shù)據(jù)。2.1.3交換機與集線器的主要區(qū)別（1）在OSI/RM網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的工作層次不同2.1.3Hub沖突域Switch沖突域1沖突域2Hub沖突域Switch沖突域1沖突域22.1.3交換機與集線器（HUB）的主要區(qū)別總結(jié)：

交換機與集線器有著本質(zhì)的不同，無論在工作層次、通訊方式、傳輸速度和可管理性上，都都存在明顯的差別，交換機與集線器相比具有無與倫比的優(yōu)勢。目前，交換機已經(jīng)成為組網(wǎng)中的普遍使用的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，而集線器已經(jīng)逐漸在退出歷史舞臺。2.1.3交換機與集線器（HUB）的主要區(qū)別總結(jié)：2.2交換機的分類與性能指標(biāo)2.2交換機的分類與性能指標(biāo)2.2.1交換機的分類從應(yīng)用區(qū)域劃分：廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機

廣域網(wǎng)交換機:主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信基礎(chǔ)平臺。局域網(wǎng)交換機則:應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機及網(wǎng)絡(luò)打印機等。注意：我們重點學(xué)習(xí)的是局域網(wǎng)交換機。2.2.1交換機的分類從應(yīng)用區(qū)域劃分：廣域網(wǎng)交換機和局域2.2.1交換機的分類按組建園區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)層次，可劃分為：接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機。核心層交換機:一般采用機箱式模塊化設(shè)計，機箱中可承載管理模塊、光端口模塊、高速電口模塊、電源等，具有很高的背板容量；匯聚層交換機:可以是機箱式模塊化交換機，也可以是固定配置的交換機，具有較高的接入能力和帶寬，一般會包含光端口、高速電口等端口；接入層交換機:一般是固定配置的交換機，端口密度較大，具有較高的接入能力，以10/100M端口為主，以固定端口或擴展槽方式提供1000Mbps的上聯(lián)端口。2.2.1交換機的分類按組建園區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)層次，可根據(jù)傳輸介質(zhì)、傳輸速度以及發(fā)展歷史上看，局域網(wǎng)交換機有這樣一些類型：以太網(wǎng)交換機快速以太網(wǎng)交換機千兆以太網(wǎng)交換機萬兆以太網(wǎng)交換機FDDI交換機ATM交換機令牌環(huán)交換機……2.2.1交換機的分類根據(jù)傳輸介質(zhì)、傳輸速度以及發(fā)展歷史上看，局域網(wǎng)交換機有這根據(jù)架構(gòu)特點，人們還將局域網(wǎng)交換機分為機架式帶擴展槽固定配置式不帶擴展槽固定配置式

2.2.1交換機的分類根據(jù)架構(gòu)特點，人們還將局域網(wǎng)交換機分為2.2.1交換機的按照OSI的七層網(wǎng)絡(luò)模型，交換機又可以分為：第二層交換機第三層交換機第四層交換機第七層交換機

基于MAC地址工作的第二層交換機最為普遍，用于網(wǎng)絡(luò)接入層和匯聚層?；贗P地址和協(xié)議進行交換的第三層交換機應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的核心層，也少量應(yīng)用于匯聚層。部分第三層交換機也同時具有第四層交換功能，可以根據(jù)數(shù)據(jù)幀的協(xié)議端口信息進行目標(biāo)端口判斷。第四層以上的交換機稱之為應(yīng)用型交換機，主要用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。2.2.1交換機的分類按照OSI的七層網(wǎng)絡(luò)模型，交換機又可以分為：2.2.1交按照交換機的可管理性，可分為：可管理型交換機不可管理型交換機

兩者區(qū)別在于對SNMP、RMON等網(wǎng)管協(xié)議的支持?？晒芾硇徒粨Q機便于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、流量分析，但成本也相對較高。大中型網(wǎng)絡(luò)在匯聚層應(yīng)該選擇可管理型交換機，在接入層視應(yīng)用需要而定，核心層交換機則全部是可管理型交換機。2.2.1交換機的分類按照交換機的可管理性，可分為：2.2.1交換機的分類2.2.1交換機的分類從應(yīng)用的角度劃分，交換機又可分為：

電話交換機（PBX）：主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供語音通訊。數(shù)據(jù)交換機（Switch）：應(yīng)用于計算機網(wǎng)絡(luò)。注意：我們重點學(xué)習(xí)的是數(shù)據(jù)交換機。2.2.1交換機的分類從應(yīng)用的角度劃分，交換機又可分為：背板帶寬與端口速率模塊化與固定配置專用芯片與通用芯片單/多MAC地址類型2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)背板帶寬與端口速率2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)背板帶寬與端口速率背板帶寬和端口速率是衡量交換機的交換能力的主要參數(shù)。背板帶寬：指通過交換機所有通信的最大值。交換機的端口速率：每秒通過的比特數(shù)。10Mbps100Mbps1000Mbps10000Mbps2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)背板帶寬與端口速率2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)模塊化與固定配置模塊化交換機：具有很強的可擴展性，可在機箱內(nèi)提供一系列擴展模塊，如千兆位以太網(wǎng)模塊、FDDI模塊、ATM模塊、快速以太網(wǎng)模塊、令牌環(huán)模塊等，所以能夠?qū)⒕哂胁煌瑓f(xié)議、不同拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接起來。但是它的價格一般也比較昂貴。模塊化交換機一般作為骨干交換機來使用。固定配置交換機：一般具有固定端口配置，比如Cisco公司的Catalystl900/2900交換機，Bay公司的BayStack350/450交換機等。固定配置交換機的可擴充性顯然不如模塊化交換機，但是價格要低得多。2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)模塊化與固定配置2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)專用芯片與通用芯片

X86：通用計算機芯片ASIC：（Application-Specific-IntegratedCircuit）NP：專用網(wǎng)絡(luò)處理器2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)專用芯片與通用芯片2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)單/多MAC地址類型

單MAC交換機：每個端口只有一個MAC地址多MAC交換機：每個端口捆綁有多個MAC硬件地址

單MAC交換機主要用于連接最終用戶、網(wǎng)絡(luò)共享資源或非橋接路由器，它們不能用于連接集線器或含有多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)段；多MAC交換機的每個端口可以看作是一個集線器，而多MAC交換機可以看作是集線器的集線器。2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)單/多MAC地址類型2.2.2交換機的主要性能指標(biāo)2.3交換機的接口與連接方式2.3交換機的接口與連接方式2.3.1交換機的接口類型交換機的接口是隨著網(wǎng)絡(luò)類型的變化和傳輸介質(zhì)的發(fā)展而產(chǎn)生的不同的接口規(guī)格，主要有：雙絞線RJ-45接口光纖接口AUI接口與BNCConsole接口FDDI接口2.3.1交換機的接口類型交換機的接口是隨著網(wǎng)絡(luò)類雙絞線RJ-45接口數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的一種接口類型，它屬于以太網(wǎng)接口類型。它不僅在最基本的10Base-T以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中使用，還在目前主流的100Base-TX快速以太網(wǎng)和1000Base-TX千兆以太網(wǎng)中使用。2.3.1交換機的接口類型雙絞線RJ-45接口2.3.1交換機的接口類型光纖接口

目前光纖傳輸介質(zhì)發(fā)展相當(dāng)迅速，各種光纖接口也是層出不窮，分別應(yīng)用于100Base-FX、1000Base-FX等網(wǎng)絡(luò)中。在局域網(wǎng)交換機中，SC類型是一種常見的光纖接口，SC接口的芯在接頭里面，右圖所示的是一款100Base-FX網(wǎng)絡(luò)的SC光纖接口模塊。2.3.1交換機的接口類型光纖接口2.3.1交換機的接口類型AUI接口

這是專門用于連接粗同軸電纜的，目前這種網(wǎng)絡(luò)在局域網(wǎng)中已不多見?，F(xiàn)在部分交換機保留了AUI接口。AUI接口是一個15針“D”形接口，類似于顯示器接口。這種接口在其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中也可以見到，如路由器，甚至服務(wù)器中。右圖中所示的是交換機上的AUI接口示意圖。2.3.1交換機的接口類型AUI接口2.3.1交換機的接口類型BNC接口

這是專門用于連接細同軸電纜的接口，目前提供這種接口的交換機比較少見。個別交換機保留BNC接口，主要是用于與細同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的令牌網(wǎng)絡(luò)連接。右圖是BNC接口的網(wǎng)卡。2.3.1交換機的接口類型BNC接口2.3.1交換機的接口類型Console接口

用于配置交換機而使用的接口。不同交換機的Console接受有所不同，有些與Cisco路由器一樣采用RJ-45類型Console接口，而有的則采用串口作為Console接口。2.3.1交換機的接口類型Console接口2.3.1交換機的接口類型FDDI接口

在早期的100Mbps時代，還有一種FDDI網(wǎng)絡(luò)類型，即“光纖分布式數(shù)據(jù)接口”，其傳輸介質(zhì)也是光纖，其接口類型如右圖。目前由于它的優(yōu)勢不明顯，已經(jīng)很少見了。2.3.1交換機的接口類型FDDI接口2.3.1交換機的接口類型2.3.2交換機的連接方式我們常見的網(wǎng)絡(luò)都是多臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，我們來看交換機之間有哪些連接方式：級聯(lián)冗余堆疊2.3.2交換機的連接方式我們常見的網(wǎng)絡(luò)都級聯(lián)是最常見的連接方式，即使用網(wǎng)線將兩個交換機連接起來。有使用光纖介質(zhì)連接和雙絞線介質(zhì)連接兩種情況。光纖介質(zhì)連接：直接連接的兩個交換機端口要保證一致的光纖規(guī)格、端口速率，發(fā)送信號光纖端口與接收信號光纖端口相連。雙絞線介質(zhì)連接：分普通端口和使用Uplink端口級聯(lián)兩種情況。普通端口之間相連，使用交叉雙絞線；一臺交換機使用UPlink端口相連使用直通雙絞線。注意：目前有些交換機已實現(xiàn)智能判斷，即使用交叉線或直通線均可在兩臺交換機之間建立連接。2.3.2交換機的連接方式級聯(lián)2.3.2交換機的連接方式冗余SpanningTree冗余連接：工作方式是StandBy，一條鏈路在工作，其余鏈路處于待機(StandBy)狀態(tài)，效率沒有提高，可靠性提高。PortTrunking連接：多條冗余連接鏈路實現(xiàn)負載分擔(dān)。交換機之間聯(lián)結(jié)帶寬成倍提高，可靠性已得到增強。2.3.2交換機的連接方式冗余2.3.2交換機的連接方式堆疊

只有支持堆疊的交換及之間才可進行堆疊，使用專用的堆疊線通過交換機上提供的堆疊接口使用一定的連接方式連接起來。多臺交換機的堆疊是靠一個提供背板總線帶寬的多口堆疊母模塊與單口的堆疊子模塊相連實現(xiàn)的，并插入不同的交換機實現(xiàn)交換機的堆疊。2.3.2交換機的連接方式堆疊2.3.2交換機的連接方式堆疊和級聯(lián)的區(qū)別連接方式不同：級聯(lián)是兩臺交換機通過兩個PORT互聯(lián)，而堆疊是交換機通過專門的背板堆疊模塊相連。堆疊可以增加設(shè)備總帶寬，而級聯(lián)是不能增加設(shè)備的總帶寬。通用性不同：級聯(lián)可通過光纖或雙絞線在任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家的交換機之間進行連接，而堆疊只有在自己廠家的設(shè)備之間，且設(shè)備必須具有堆疊功能才可實現(xiàn)。連接距離不同：級聯(lián)的設(shè)備之間可以有較遠的距離（100米-幾百米），而堆疊的設(shè)備之間距離十分有限，必須在幾米以內(nèi)。2.3.2交換機的連接方式堆疊和級聯(lián)的區(qū)別2.3.2交換機的連接方式2.4虛擬局域網(wǎng)和多層交換2.4虛擬局域網(wǎng)和多層交換2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)概念：

VLAN(VisualLocalAreaNetwork)，即虛擬局域網(wǎng)，是指網(wǎng)絡(luò)中的站點不拘泥于所處的物理位置，而可以根據(jù)需要靈活地加入不同的邏輯子網(wǎng)中的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。特點：

在交換式以太網(wǎng)中，構(gòu)成虛擬局域網(wǎng)的站點不必拘泥于所處的物理位置，它們既可以掛接在同一個交換機中，也可以掛接在不同的交換機中。虛擬局域網(wǎng)技術(shù)使得網(wǎng)段的劃分變得非常靈活。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)概念：特點：虛擬局域網(wǎng)的劃分方法：2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于端口的虛擬局域網(wǎng)基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)的虛擬局域網(wǎng)基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)的劃分方法：2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基基于端口的虛擬局域網(wǎng)基于端口的虛擬局域網(wǎng)是最實用的虛擬局域網(wǎng)，它保持了最普通常用的虛擬局域網(wǎng)成員定義方法，按照交換機的端口來確定虛擬局域網(wǎng)的定義。處于同一個虛擬局域網(wǎng)的成員端口可以位于一臺交換機上，也可以位于不同交換機上的端口。定義簡單、靈活。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于端口的虛擬局域網(wǎng)2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)

在基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)中，交換機對站點的MAC地址和交換機端口進行跟蹤，在新站點入網(wǎng)時根據(jù)需要將其劃歸至某一個虛擬局域網(wǎng)，而無論該站點在網(wǎng)絡(luò)中怎樣移動，由于其MAC地址保持不變，因而其依然屬于原來的局域網(wǎng)。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLA基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)

在基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)中，新站點在入網(wǎng)時無需進行太多配置，交換機則根據(jù)各站點網(wǎng)絡(luò)地址自動將其劃分成不同的虛擬局域網(wǎng)。在三種虛擬局域網(wǎng)的實現(xiàn)技術(shù)中，基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)智能化程度最高，實現(xiàn)起來也最復(fù)雜。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN2.4.2三層交換概念

三層交換是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第二層---數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說，三層交換技術(shù)就是：二層交換技術(shù)＋三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。特點解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段間子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。2.4.2三層交換概念2.4.2三層交換三層交換是相對于傳統(tǒng)的交換概念而提出的。傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層（即數(shù)據(jù)鏈路層）進行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說，三層交換技術(shù)就是二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，三層交換機就是“二層交換機+基于硬件的路由器”。

2.4.2三層交換三層交換是相對于傳統(tǒng)的交換概念那么三層交換是怎樣實現(xiàn)的呢？三層交換的技術(shù)細節(jié)非常復(fù)雜，不可能一下子講清楚，不過您可以簡單地將三層交換機理解為由一臺路由器和一臺二層交換機構(gòu)成，如下圖所示。那么三層交換是怎樣實現(xiàn)的呢？三層交換的技術(shù)細兩臺處于不同子網(wǎng)的主機通信，必須要通過路由器進行路由。在上圖中，主機A向主機B發(fā)送的第1個數(shù)據(jù)包必須要經(jīng)過三層交換機中的路由處理器進行路由才能到達主機B，但是當(dāng)以后的數(shù)據(jù)包再發(fā)向主機B時，就不必再經(jīng)過路由處理器處理了，因為三層交換機有“記憶”路由的功能。

三層交換機的路由記憶功能是由路由緩存來實現(xiàn)的。當(dāng)一個數(shù)據(jù)包發(fā)往三層交換機時，三層交換機首先在它的緩存列表里進行檢查，看看路由緩存里有沒有記錄，如果有記錄就直接調(diào)取緩存的記錄進行路由，而不再經(jīng)過路由處理器進行處理，這樣的數(shù)據(jù)包的路由速度就大大提高了。如果三層交換機在路由緩存中沒有發(fā)現(xiàn)記錄，再將數(shù)據(jù)包發(fā)往路由處理器進行處理，處理之后再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)