【文章內(nèi)容簡介】 口間的通道由人工預先設定并固定下來，改變端口間的互聯(lián)通道須由人工配置 — 基于物理層，非真正意義的所謂 “ 端口交換機 ” ? 幀交換 ? Cutthrough(直通交換方式 ) 只檢查數(shù)據(jù)包的包頭（通常 14字節(jié)）中目的地址，一確認即開始 傳送 (不需要存儲，延遲最小，無檢錯功能） ? Fragment Free（碎片隔離方式， Modified Cutthrough） 傳送時會檢查是否有沖突（少于 64字節(jié)的 “ 殘幀 ” ）發(fā)生，若有則丟棄該包 —— 中等延遲，廣泛應用于低檔交換機。 ? Store and Forward (存儲轉發(fā)方式 ) 接收端口將傳送來的整個數(shù)據(jù)包完整接收下來后存儲在緩沖區(qū)中，然后進行檢錯，只有完好的數(shù)據(jù)包才能得以向目的地址轉發(fā)。應用最廣泛。 優(yōu)點：無錯轉發(fā)；支持不同速度端口間的轉發(fā)，改善網(wǎng)絡性能 缺點：延遲最大 ? 信元交換 定長包，硬件快速交換，語音、視頻等多媒體信號傳輸最佳，但設備昂貴 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2021年 3月 兩種第三層交換技術 ? 報文到報文的交換 每一個報文都要經(jīng)歷第三層處理，且基于 IP地址進行數(shù)據(jù)轉發(fā) 優(yōu)點：能適應路由的拓撲變化， LAN互聯(lián)中廣泛使用 ? 流交換 只分析數(shù)據(jù)流中的第一個報文，完成路由處理，后續(xù)報文使用某種基于 MAC地址的 “ 捷徑 ” 技術（如只通過二層交換通路）交換數(shù)據(jù)報文 優(yōu)點：易實現(xiàn)線速路由 缺點：技術復雜，主要用于廣域網(wǎng) 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2021年 3月 交換技術發(fā)展趨勢 ? 光路交換技術 ? ATM與 IP走向結合 ATM作為一種全能技術的神話已經(jīng)破滅，但仍是最適于作多業(yè)務平臺匯接各種業(yè)務，而 IP存在 QoS等問題。面向連接的 ATM與無連接的 IP的統(tǒng)一，形成選路與交換的優(yōu)化組合 ? MPLS (Multiprotocol Label Switching, 多協(xié)議標記交換 ) 有人稱為 “ 第二代因特網(wǎng)用的 ” 協(xié)議，是一種介于第二層和第三層之間的標記交換技術，可將第二層的高速交換能力和第三層的靈活特性結合起來，使 IP網(wǎng)具備高速交換、流量控制及 QoS等性能。其最佳用武之地是把承載多種不同類型服務的網(wǎng)絡集成為一個單一的網(wǎng)絡，以吸引更多的用戶使用網(wǎng)絡資源（目前中國的骨干網(wǎng)帶寬利用率在 10%以下）。 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2021年 3月 交換機的交換結構 ? 軟件交換結構 由軟件選擇路由，由 CPU和內(nèi)存處理數(shù)據(jù)包的交換 —— 淘汰中。 ? 矩陣交換結構 通過交換矩陣實現(xiàn)硬件高速交換，但不能通過堆疊和集成來擴展端口和帶寬，幀的廣播亦難實現(xiàn)。 ? 總線交換結構 交換機母板上配置一條高速共享總線，所有輸入和輸出的信息流均集中在總線上，容易實現(xiàn)幀的廣播和多個輸入 對一個輸出幀的傳送。 ? 共享存儲器交換結構 使用大量高速 RAM實現(xiàn)輸入 – 輸出間的直接傳輸，無需背板，結構簡單，但 RAM操作會產(chǎn)生延時，適合于小型交換機。 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2021年 3月 交換機的主要技術指標 ? 背板帶寬 —— 交換機背板總線或交換矩陣的總吞吐能力（ GB） ? 包轉發(fā)率 —— 以數(shù)據(jù)包為單位表示的交換能力（ Mpps，百萬包 /每秒，一般幾十到幾百 )。各廠商公布的都是以 64字節(jié)定長包在設備上傳輸為測試標準。 ? 端口類型 —— 以太網(wǎng) /令牌環(huán) /FDDI/ATM等 ? 端口速率 —— 10/100/1000/10000Mbps ? 端口密度 —— 所有模塊插槽均插滿時的最大端口數(shù) ? 堆疊能力 —— 堆疊的帶寬和臺數(shù) ? VLAN數(shù)量 —— 現(xiàn)在大多支持 1000個以上的 VLAN ? MAC地址數(shù)量 —— 交換機的地址存儲表中最多可存儲的MAC地址數(shù)，通常幾千到幾萬，越多則數(shù)據(jù)轉發(fā)速度越高 ? 線速三層交換 —— 具有和二層交換相同的交換速率 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2021年 3月 VLAN技術原理 ? 影響網(wǎng)絡運行速度的兩大因素 ? 爭用沖突 —— 以太網(wǎng)的性質(zhì)所決定 影響：用戶數(shù)量增加導致通信 “ 變慢 ” ? 網(wǎng)絡廣播 —— TCP/IP協(xié)議的性質(zhì)所決定 （如 ARP通過廣播從 IP地址中解析 MAC地址） 影響：產(chǎn)生大量目標地址為廣播地址的無用網(wǎng)絡流量 ? 解決方案 ? 使用路由器分割成小網(wǎng) —— 組網(wǎng)成本太高 ? 使用二層交換機劃分 VLAN—— 縮小沖突域，但不能抑制廣播 ? 使用三層交換機 —— 縮小沖突域和廣播域 廣播域 —— 同一 VLAN，但未必是同一端口 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2021年 3月 什么是 VLAN (Virtual Local Area Networks,虛擬局域網(wǎng) ) ? 一個 VLAN基本上是位于一個物理網(wǎng)絡之上的一個邏輯廣播域（ broadcast domain），即在一個 VLAN中的所有成員可以接收到同一 VLAN中各成員發(fā)送的每一個廣播包（ broadcast pocket），但不能接收其他 VLAN成員發(fā)送的廣播包。以“ 基于端口 ” 的 VLAN為例，在一個橋接網(wǎng)絡的某一特定VLAN中向廣播地址發(fā)送的流量（ DA全為 1），只會向連接有相同 VLAN成員的其他網(wǎng)橋端口進行轉發(fā)，而一個不支持VLAN的網(wǎng)橋會把某一端口上接收到的廣播流量向所有其他端口進行轉發(fā)。事實上， VLAN創(chuàng)建了不限于物理位置的單一廣播域，可以像一個子網(wǎng)一樣對待。 ? 最早的 VLAN技術是 1996年由 Cisco公司提出，它使網(wǎng)絡管理員能根據(jù)實際應用需求，把同一物理局域網(wǎng)內(nèi)的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域，目前已成為最為熱門的一種以太局域網(wǎng)技術。 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2021年 3月 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2021年 3月 ? 所有 VLAN的成員通過使用 VLAN標記（ VLAN Tag）進行指定和區(qū)分，在邏輯上組合到同一個廣播域中，與其物理位置無關。 VLAN通過交換機上的軟件實現(xiàn)，換言之，VLAN內(nèi)部的添加、移動和改變通過軟件實現(xiàn)。 VLAN成員間無需通過路由技術進行通信。 ? VLAN的概念使得網(wǎng)絡管理員在配置和維護一個大型網(wǎng)絡時，可為用戶提供原來通過多個獨立網(wǎng)絡才可獲得的連接能力和安全性。 ? VLAN的技術標準為 1999年 6月由 IEEE頒布的 IEEE 。 以太網(wǎng)交換機的 VLAN還須參照 IEEE ，有些交換器則遵循 CGMP（ Cisco Group Management Protocol）專用標準。 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2021年 3月 為什么要使用 VLAN ?