第6章 交换技术,学习目标,了解交换机设备的作用 了解交换机的组成结构 了解交换机的基本技术,本章主要内容,6.1 交换机的技术基础 6.2 虚拟局域网VLAN技术 6.3 生成树协议 6.4 VLAN中继协议VTP 6.5 三层交换技术,6.1 交换机的技术基础,6.1.1 交换机的重要技术参数 6.1.2 交换机常用的三种交换技术 6.1.3 Trunk（端口汇聚）的概念,返回本章目录,6.1.1 交换机的重要技术参数,转发技术：交换机采用直通转发技术或存储转发技术。 延时：交换机数据交换延时多少。 管理功能：交换机提供给拥护多少可管理功能。 单/多MAC地址类型：每个端口是单MAC地址，还是多MAC地址。,返回本章目录,6.1.1 交换机的重要技术参数,外接监视支持：交换机是否允许外接监视工具管理端口、电路或交换机所有流量。 扩展树：交换机是否提供扩展树算法或其他算法，检测并限制拓扑环。 全双工：交换机是否允许端口同时收/发，全双工通讯。 高速端口集成：交换机是否提供高速端口连接关键业务服务器或上行主干。,返回本章目录,6.1.2 交换机常用的三种交换技术,1. 存储转发方式 交换机在接受到数据时，先存储在一个缓冲区里面，然后进行数据帧的完整性校验、冲突的校验以及差错校验等处理，最后根据目的地的不同将数据转发出去。 2. 直通方式 交换机接受到的数据后，根据数据所要到达的目的地不同将数据转发出去。 3. 无碎片直通方式 交换机检查接受到的数据的一部分字节，如有错，将要求对方重发，否则马上转发出去。,返回本章目录,6.1.3 Trunk（端口汇聚）的概念,TRUNK是端口汇聚的意思，就是通过配置软件的设置，将2个或多个物理端口组合在一起成为一条逻辑的路径从而增加在交换机和网络节点之间的带宽，将属于这几个端口的带宽合并，给端口提供一个几倍于独立端口的独享的高带宽。Trunk是一种封装技术，它是一条点到点的链路，链路的两端可以都是交换机，也可以是交换机和路由器，还可以是主机和交换机或路由器。基于端口汇聚（Trunk）功能，允许交换机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同时传输以提供更高带宽、更大吞吐量， 大幅度提供整个网络能力。,返回本章目录,6.1.3 Trunk（端口汇聚）的概念,TRUNK功能比较适合于以下方面具体应用： TRUNK功能用于与服务器相联，给服务器提供独享的高带宽。 TRUNK功能用于交换机之间的级联，通过牺牲端口数来给交换机之间的数据交换提供捆绑的高带宽，提高网络速度，突破网络瓶颈，进而大幅提高网络性能。 Trunk可以提供负载均衡能力以及系统容错。由于Trunk实时平衡各个交换机端口和服务器接口的流量，一旦某个端口出现故障，它会自动把故障端口从Trunk组中撤消，进而重新分配各个Trunk端口的流量，从而实现系统容错。,返回本章目录,6.2 虚拟局域网VLAN技术,VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。 1. VLAN标准-802.1Q标准 在1996年3月，IEEE802.1 Internet Working 委员会制定了802.1WVLAN标准。如图6.2所示。,返回本章目录,6.2 虚拟局域网VLAN技术,2VLAN的种类 1)静态VLAN: 将VLAN交换机上的物理端口和VLAN交换机内部的PVC（永久虚电路）端口分成若干个组，每个组构成一个虚拟网，相当于一个独立的VLAN交换机。 2)动态VLAN: 动态VLAN是一种较为灵活复杂的划分方法。它通过设备硬件MAC地址、IP地址、或者组播等不同的类别来动态地划分VLAN。有基于MAC的VLAN 、基于网络层协议的VLAN、基于组播的VLAN、按用户定义、非用户授权划分的VLAN等方法。,返回本章目录,6.2 虚拟局域网VLAN技术,3. VLAN内部通信 处于同一台交换机相同vlan的成员设备之间的通信可以直接进行，数据直接转发到相应的交换机端口就可以了。 4. 跨越交换机相同VLAN之间的通信 当网内用户比较多，一台交换机的端口有限，不能满足需求的时候，往往需要使用多台交换机来组网，这就引出了不同交换机相同VLAN间通讯的问题。,返回本章目录,6.2 虚拟局域网VLAN技术,5. 不同VLAN间通信 在不同广播域中VLAN通信需要建立在第三层网络层上。 1)通过路由器实现VLAN间的通信 可通过路由器的不同物理接口（或逻辑接口）与交换机上的每个VLAN分别连接。 2)用交换机代替路由器实现VLAN间的通信 通信的方式有两种，其一，就是启用交换机的路由功能；其二，是利用某些高端交换机所支持的专用VLAN功能来实现VLAN间的通信。,返回本章目录,6.3 生成树协议,生成树协议（Spanning Tree）定义在 IEEE 802.1D 中，是一种链路管理协议，网桥使用这种方法能够达到2层路由的理想境界: 冗余和无环路运行。当网络中有多条有效路径会引起不正常的环路，导致网络不正常时，使用STP可以使两个终端中只有一条有效路径。,返回本章目录,6.3 生成树协议,生成树协议思路是：允许有一个连接错误，因为你在一对网桥之间存在两条物理连接。生成树协议在一个端口需要使用之前将封锁那个端口。STP在大的网络中定义了一个树，并且迫使一定的备份路径处于Standby状态。如果spanning tree中的网络一部分不可达，或者STP值变化了，spanning-tree算法会重新计算spanning-tree拓扑，并且通过启动备份路径来重新建立连接。STP操作对于终端来说是透明的。而终端不管它们连在LAN的一部分或者多个部分。,返回本章目录,6.4 VLAN中继协议VTP,VLAN 中继协议（VTP）是第2层信息传送协议，它的功能是用来使VLAN配置信息在交换网内其它交换机上进行动态注册的一种二层协议。主要控制网络范围内 VLANs 的添加、删除和重命名。VTP 减少了交换网络中的管理事务。 缺省方式下，所有交换机都被配置为 VTP 服务器。 任何一台运行VTP的交换机可以工作在三种模式：VTP Server、VTP Client及VTP Transparent。,返回本章目录,6.5 三层交换技术,6.5.1 三层交换技术的概念 6.5.2 典型三层交换技术,返回本章目录,6.5.1 三层交换技术的概念,三层交换也称多层交换技术，是相对于传统交换概念而提出的。传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层网络层实现了数据包的高速转发。简单地说， 三层交换技术 = 二层交换技术 三层转发技术 三层交换技术的出现，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。,返回本章目录,6.5.1 三层交换技术的概念,一个具有三层交换功能的设备，是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。 第三层交换具有线速路由、IP 路由的突出特点，还具有路由协议支持 、自动发现功能 、过滤服务功能等特点。,返回本章目录,6.5.2 典型三层交换技术,1. 纯硬件三层交换机 技术纯硬件的三层技术相对来说技术复杂，成本高，但是速度快，性能好，带负载能力强。 2. 纯软件三层交换机 基于软件的三层交换机技术较简单，但速度较慢，不适合作为主干。,返回本章目录,小结,本章主要介绍了交换机的作用及交换机的基本技术。 VLAN是目前常用的交换技术。 VLAN可以不考虑用户的物理位置，而根据功能、应用等因素将用户从逻辑上划分为一个个功能相对独立的工作组，每个用户主机都连接在一个支持VLAN的交换机端口上并属于一个VLAN。 同一个VLAN中的成员都共享广播，形成一个广播域。但是交换机不会将广播发送至其他VLAN上的任何一个端口。如果要将广播发送到其它的VLAN端口，就要用到三层交换机。 采用三层交换技术的交换机称为三层交换机。三层交换技术可以说是将路由与交换合二为一的技术。,本章结束,返回主目录,