交換機(jī)的配置

交換機(jī)的配置第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六知識(shí)要點(diǎn)：1、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備2、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要用途網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述重點(diǎn)與難點(diǎn)：1、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作原理2、交換機(jī)與路由器第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是如何利用傳輸介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)資源共享和通信的呢？思考：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由一組節(jié)點(diǎn)和鏈路組成的。節(jié)點(diǎn)：計(jì)算機(jī)、集線器（交換機(jī)）和路由器等。鏈路：雙絞線、同軸電纜、光纖和微波等。第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述1、了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能；2、理解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作原理；3、熟悉當(dāng)前市場上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型；4、掌握中小型局域網(wǎng)的組建與維護(hù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述OSI參考模型：第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述（一）調(diào)制解調(diào)器

英文名稱為Modem，完成模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。一、物理層設(shè)備：第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

連入Internet后，當(dāng)PC機(jī)向Internet發(fā)送信息時(shí)，由于電話線傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，所以必須要用調(diào)制解調(diào)器來把數(shù)字信號(hào)“翻譯”成模擬信號(hào)，才能傳送到Internet上，這個(gè)過程叫做“調(diào)制”。調(diào)制：注：電話線路傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，而PC機(jī)之間傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)。

第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述解調(diào)：當(dāng)PC機(jī)從Internet獲取信息時(shí)，由于通過電話線從Internet傳來的信息都是模擬信號(hào)，所以PC機(jī)想要看懂它們，還必須借助調(diào)制解調(diào)器這個(gè)“翻譯”，這個(gè)過程叫作“解調(diào)”。第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）：提供建立、保持和終止聯(lián)接的功能，調(diào)制解調(diào)器就是一種DCE。

數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）：提供或接收數(shù)據(jù)。聯(lián)接到調(diào)制解調(diào)器上的計(jì)算機(jī)就是一種DTE。

知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充：第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述ADSL(非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路)是DSL（數(shù)字用戶線路）家族中最常用，最成熟的技術(shù)，它是以電話線為傳輸介質(zhì)的一種新的高速、寬帶技術(shù)。接入方式：第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

中繼器是最簡單的連接設(shè)備，工作于網(wǎng)絡(luò)的物理層。它的作用是對(duì)網(wǎng)絡(luò)電纜上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過放大和整形后再發(fā)送到其他電纜段上。因此，中繼器實(shí)際上只能算是數(shù)字信號(hào)的再生放大器。

（二）中繼器第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

用中繼器擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，不管增加多大的距離范圍，該網(wǎng)絡(luò)在邏輯上和物理上都是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)整體。

使用中繼器注意兩點(diǎn)：①不能形成環(huán)路；②考慮到網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲和負(fù)載情況，不能無限制的連接中繼器。

第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述集線器又稱集中器，平時(shí)都習(xí)慣稱之為“Hub”

，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)多端口的中繼器。其外型如下圖所示：（三）集線器第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述集線器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)是沒有針對(duì)性的，而是以采用廣播方式發(fā)送，把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點(diǎn)。

Hub主要用于共享網(wǎng)絡(luò)的組建，是解決從服務(wù)器直接到桌面最經(jīng)濟(jì)的方案。它最適合于小型獨(dú)立的工作小組、部門或者辦公室。如家庭網(wǎng)和宿舍網(wǎng)的組建。第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述由集線器組成的網(wǎng)絡(luò)是共享式網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)中所有用戶共享一個(gè)帶寬，同時(shí)Hub也只能夠在半雙工下工作。

在交換式網(wǎng)絡(luò)中，Hub直接與交換機(jī)相連，將交換機(jī)端口的數(shù)據(jù)送到桌面。

第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述集線器的連接主要有兩種：

(1)

集線器與計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的連接

按照直通線制作好的網(wǎng)線的水晶頭一端插入集線器的插孔中，另一端插入計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的插孔中。

(2)

集線器與集線器的連接通常情況下，集線器之間的連接采用級(jí)聯(lián)方式。將制作好的直通線的水晶頭一端接在集線器的普通端口上，另一端接在另一個(gè)集線器的級(jí)聯(lián)端口上。

若集線器沒有提供級(jí)聯(lián)端口，可以使用兩個(gè)普通端口連接以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，將制作好的交叉線兩端分別插入一個(gè)集線器的插孔中。第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述在實(shí)踐中，一般可以這么理解：

(1)

同種類型設(shè)備間使用交叉線連接，不同類型設(shè)備間使用直通線；

(2)

路由器和PC屬于DTE類型設(shè)備，交換機(jī)和Hub屬于DCE類型設(shè)備。DTE是數(shù)據(jù)終端設(shè)備，它主要用于處理用戶的數(shù)據(jù)。DCE是數(shù)據(jù)通信設(shè)備，介于DTE與傳輸介質(zhì)之間，主要用于模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述二、數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備主要功能：將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)封裝成幀，通過連接到網(wǎng)卡上的網(wǎng)線將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，并接收從網(wǎng)絡(luò)上傳來的數(shù)據(jù)幀，將幀重新組合成數(shù)據(jù)發(fā)送到所在的計(jì)算機(jī)中。（一）網(wǎng)絡(luò)適配器

簡稱網(wǎng)卡，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中必不可少的基本網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述網(wǎng)卡上面裝有處理器和存儲(chǔ)器（包括RAM和ROM）。網(wǎng)卡和局域網(wǎng)之間的通信是通過電纜或雙絞線以串行傳輸方式進(jìn)行的。網(wǎng)卡和計(jì)算機(jī)之間的通信則是通過計(jì)算機(jī)主板上的I/O總線以并行傳輸方式進(jìn)行。因此網(wǎng)卡的一個(gè)重要功能就是要進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換。因此在網(wǎng)卡中必須裝有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的存儲(chǔ)芯片。

由于網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)率和計(jì)算機(jī)總線上的數(shù)據(jù)率并不相同第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述（二）網(wǎng)橋

網(wǎng)橋(bridge)

，常用于連接兩個(gè)或更多個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中它起到數(shù)據(jù)接收、地址過濾與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的作用，用來實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)間通信從網(wǎng)橋傳送，網(wǎng)內(nèi)通信被網(wǎng)橋隔離。網(wǎng)橋不但能擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述站的MAC地址網(wǎng)橋的端口00-90-27-99-11-cc100-90-27-99-15-05100-90-27-99-32-4d200-90-27-99-66-b22網(wǎng)橋1的交換表（站的MAC地址/網(wǎng)橋端口映射表）網(wǎng)橋端口1端口200-90-27-99-11-cc00-90-27-99-15-0500-90-27-99-32-4d00-90-27-99-66-b2LAN1LAN2網(wǎng)橋端口1端口200-90-27-99-11-cc00-90-27-99-15-0500-90-27-99-32-4d00-90-27-99-66-b2LAN1LAN2第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述網(wǎng)橋具有尋址和路徑選擇功能，它能對(duì)進(jìn)入網(wǎng)橋數(shù)據(jù)的源/目的地址進(jìn)行檢測。當(dāng)使用網(wǎng)橋連接兩段LAN時(shí)，網(wǎng)橋?qū)碜跃W(wǎng)段1的MAC幀，首先要檢查其目的地址。如果該幀是發(fā)往網(wǎng)段1上某一站的，網(wǎng)橋則不將幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2，而將其濾除；如果該幀是發(fā)往網(wǎng)段2上某一站的，網(wǎng)橋則將它轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2，這種功能稱為篩選/過濾功能，網(wǎng)橋起到了隔離作用，它隔離掉不需要在網(wǎng)間傳輸?shù)男畔?，大大減少網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，在一定條件下具有增加網(wǎng)絡(luò)帶寬的作用，改善網(wǎng)絡(luò)的性能，從而提高了通信效率。

1、改善網(wǎng)絡(luò)性能，提高通信效率第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

由于網(wǎng)絡(luò)的分段，各網(wǎng)段相對(duì)獨(dú)立（屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)），一個(gè)網(wǎng)段的故障不會(huì)影響到另一個(gè)網(wǎng)段的運(yùn)行，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2、提高網(wǎng)絡(luò)可靠性3、隔離網(wǎng)段，提高網(wǎng)絡(luò)安全性網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2通過網(wǎng)橋連接后，網(wǎng)橋接收網(wǎng)絡(luò)1發(fā)送的數(shù)據(jù)包，檢查數(shù)據(jù)包中的地址，如果地址屬于網(wǎng)絡(luò)1，它就將其放棄，相反，如果是網(wǎng)絡(luò)2的地址，它就繼續(xù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)2.這樣可利用網(wǎng)橋隔離信息，將同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)劃分成多個(gè)網(wǎng)段（屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)），隔離出安全網(wǎng)段，防止其他網(wǎng)段內(nèi)的用戶非法訪問。

第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述一個(gè)數(shù)據(jù)幀或包被傳輸?shù)奖镜鼐W(wǎng)段上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)就是廣播。網(wǎng)橋?qū)V播信息不能識(shí)別，也不能過濾。于是容易產(chǎn)生A網(wǎng)絡(luò)廣播給B網(wǎng)絡(luò)工作站數(shù)據(jù)，又被重新廣播回A網(wǎng)絡(luò)，這種往返廣播，使網(wǎng)上出現(xiàn)大量冗余信息，最終形成廣播風(fēng)暴。由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)和連接問題，或其他原因?qū)е聫V播在網(wǎng)段內(nèi)大量復(fù)制，傳播數(shù)據(jù)幀，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降，并占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，導(dǎo)致正常業(yè)務(wù)不能運(yùn)行，甚至徹底癱瘓，這就是廣播風(fēng)暴。為了避免廣播風(fēng)暴導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸效率的低下，因此可將其進(jìn)一步劃分為多個(gè)虛擬網(wǎng)（VLAN）來隔離廣播風(fēng)暴。廣播風(fēng)暴第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述（三）交換機(jī)

網(wǎng)橋技術(shù)比較復(fù)雜，多口網(wǎng)橋造價(jià)很高。1993年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn)，1994年，國內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。交換技術(shù)是一個(gè)具有簡化、低價(jià)、高性能和高端口密集特點(diǎn)的交換產(chǎn)品，體現(xiàn)了橋接技術(shù)的復(fù)雜交換技術(shù)在OSI參考模型的第二層操作。與網(wǎng)橋一樣，交換機(jī)按每一個(gè)包中的MAC地址相對(duì)簡單地決策信息轉(zhuǎn)發(fā)。與網(wǎng)橋不同的是交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小，操作接近單個(gè)局域網(wǎng)性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通橋接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。交換技術(shù)允許共享型和專用型的局域網(wǎng)段進(jìn)行帶寬調(diào)整，以減輕局域網(wǎng)之間信息流通出現(xiàn)的瓶頸問題?，F(xiàn)在已有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)的交換產(chǎn)品。

第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述交換機(jī)是工作于OSI參考模型的第2層，即數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備。它的工作原理是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。

交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流控。目前交換機(jī)還具備了一些新的功能，如對(duì)VLAN（虛擬局域網(wǎng)）的支持、對(duì)鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。

交換機(jī)概述第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述當(dāng)交換機(jī)從某一節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，將立即在其內(nèi)存中的地址表（端口號(hào)－MAC地址）進(jìn)行查找，以確認(rèn)該目的MAC地址的網(wǎng)卡連接在哪一個(gè)接口上，然后將該幀轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的接口，如果在地址表中沒有找到該MAC地址，也就是說，該目的MAC地址是首次出現(xiàn)，交換機(jī)就將數(shù)據(jù)包廣播到所有節(jié)點(diǎn)。擁有該MAC地址的網(wǎng)卡在接收到該廣播幀后，將立即做出應(yīng)答，從而使交換機(jī)將其節(jié)點(diǎn)的“MAC地址”添加到MAC地址表中。交換機(jī)對(duì)目的地址具有記憶學(xué)習(xí)功能，是一種智能化的設(shè)備。交換機(jī)的工作原理第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述交換機(jī)的工作原理圖示：······端口16端口10端口2端口24SwitchRouterPC1PC2PC3PC400-50-56-C0-00-0800-50-56-C0-00-0100-11-D8-9E-74-D400-53-45-00-00-0016

2

1024

MAC地址

端口

00-50-56-C0-00-0100-11-D8-9E-74-D400-50-56-C0-00-0800-53-45-00-00-0000-53-45-00-00-0000-50-56-C0-00-01類型IP數(shù)據(jù)FCSNo!Yes!第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述交換機(jī)是一種用于網(wǎng)絡(luò)連接的主要設(shè)備。交換機(jī)工作在MAC層，能完成數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和封裝功能。如下圖是一個(gè)由交換機(jī)、集線器和路由器組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，從中可以看出三者的主要作用和使用上的差別。

第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

1、從OSI體系結(jié)構(gòu)來看，集線器屬于第一層物理層設(shè)備，而交換機(jī)屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。集線器不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性，而交換機(jī)則可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾驼_性。2、從工作方式看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個(gè)端口工作的時(shí)候，其它所有端口都能夠收聽到信息，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較大時(shí)網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)受到很大影響；而交換機(jī)就能夠避免這種現(xiàn)象，當(dāng)交換機(jī)工作的時(shí)候，只有發(fā)出請(qǐng)求的端口與目的端口之間相互響應(yīng)而不影響其它端口，因此交換機(jī)就能夠隔離沖突域并有效地抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。

交換機(jī)與集線器的區(qū)別第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述3、從帶寬來看，集線器不管有多少個(gè)端口，所有端口都共享一條帶寬，在同一時(shí)刻只能有兩個(gè)端口傳送數(shù)據(jù)，其它端口只能等待，同時(shí)集線器只能工作在半雙工模式下；而對(duì)于交換機(jī)而言，每個(gè)端口都有一條獨(dú)占的帶寬，當(dāng)兩個(gè)端口工作時(shí)不影響其它端口的工作，同時(shí)交換機(jī)不但可以工作在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。在下圖中，集線器連接的網(wǎng)絡(luò)中，AB進(jìn)行通信時(shí)，CD不能同時(shí)通信；而交換機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)中，AB進(jìn)行通信時(shí)，CD能同時(shí)通信。交換機(jī)與集線器的區(qū)別集線器連接的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

交換機(jī)的類型按應(yīng)用領(lǐng)域劃分

1、工作組交換機(jī)：工作組交換機(jī)是最常見的一種交換機(jī)，其特征是端口數(shù)量少，為信息點(diǎn)小于100臺(tái)的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)提供交換環(huán)境，對(duì)帶寬的要求不高，網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性不高，一般為固定配置而非模塊化配置。

第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

交換機(jī)的類型2、部門級(jí)交換機(jī)：部門級(jí)交換機(jī)可以是固定配置，也可以是模塊配置，具有良好的擴(kuò)充能力，一般有光纖接口。

3、企業(yè)級(jí)交換機(jī)：企業(yè)級(jí)交換機(jī)屬于高端交換機(jī)，它采用模塊化的結(jié)構(gòu)，可作為網(wǎng)絡(luò)骨干構(gòu)建高速局域網(wǎng)，企業(yè)級(jí)交換機(jī)的信息點(diǎn)在500個(gè)以上。企業(yè)級(jí)交換機(jī)僅用于大型網(wǎng)絡(luò)，且一般作為網(wǎng)絡(luò)的骨干交換機(jī)。第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期六網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

交換機(jī)的類型根據(jù)傳輸介質(zhì)和傳輸速度

交換機(jī)可劃分為太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆（G位）以太網(wǎng)交換機(jī)、10千兆（10G位）以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM