【文章內(nèi)容簡介】 IEEE規(guī)范 公布時間 速率 拓撲結構 網(wǎng)段長度 支持介質 10Base5 1983 10M 總線 500 50Ω粗纜 10Base2 1988 10M 總線 185 50Ω細纜 1Base5 1988 1M 星型 250 2對 3類 UTP（ 100Ω） 10BaseT 1990 10M 星型 100 2對 3類 UTP（ 100Ω） 10Broad36 1988 10M 總線 1800 75Ω同軸電纜 10BaseTF 1992 10M 星型 2022 2股多模 /單模光纜 100BaseTX 1995 100M 星型 100 2對 5類 UTP（ 100Ω） 100BaseT4 1995 100M 星型 100 4對 3類 UTP（ 100Ω） 100BaseTF 1995 100M 星型 2022 2股多模 /單模光纜 1000BaseSX 1998年 6月 1000M 星型 260 m芯多模光纜 525 50μ m芯多模光纜 1000BaseLX 1998年 6月 1000M 星型 550 m芯多模光纜 525 50μ m芯多模光纜 3000 單模光纜 1000BaseCX 1998年 6月 1000M 星型 25 STP同軸電纜 1000BaseT 1999 1000M 星型 100 5類 UTP（ 100Ω 交換式以太網(wǎng) ? 傳統(tǒng)的 共享式以太網(wǎng) 是一種最常用的 簡單 、 便宜 的組網(wǎng)方式。但是，在網(wǎng)絡應用和組網(wǎng)過程中，共享式以太網(wǎng)暴露出許多的 缺點 ，主要包括如下幾個方面： ? 覆蓋的地理 范圍有限 ，難以構造較大規(guī)模的網(wǎng)絡。 ? 網(wǎng)絡總帶寬容量固定，各站點 共享 網(wǎng)絡固定的帶寬。 ? 不能支持 多種速率 。 ? 交換機 的產(chǎn)生解決了上述 共享式以太網(wǎng) 存在的問題。 ? 通常，人們解決共享以太網(wǎng)存在的問題的方法是 分段 ， 每個段 （分割后的每個 小以太網(wǎng) ）使用 CSMA/CD介質訪問控制方法維持 段內(nèi) 用戶的通信。 ? 段與段之間 通過一種“ 交換 ”設備進行溝通。這種 交換設備 可以將在一段接收到的信息，經(jīng)過簡單的處理 轉發(fā) 給另一段。 ? 分段 可以實現(xiàn)的功能如下： ? 可以保證一個段內(nèi)的通信 不會流至其它網(wǎng)段 ，減小了沖突域，不同段內(nèi)的站點可以 并行 發(fā)送數(shù)據(jù)。 ? 可以保證 網(wǎng)段之間 的信息交互。 ? 每個網(wǎng)段可按需要選擇自己的 網(wǎng)絡速率 ，組成性能價格比更高的網(wǎng)絡。 ? 連接各個網(wǎng)段的交換設備通常都使用 以太網(wǎng)交換機 。 ? 以太網(wǎng)交換機工作于 數(shù)據(jù)鏈路層 ，用于連接較為 相似 的網(wǎng)絡（例如 以太網(wǎng) －以太網(wǎng) ）。 交換機的英文名稱為 Switch， 在網(wǎng)絡拓撲結構中用圖標表示為 在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中 ， 交換機是一種基于 MAC地址識別 ， 能夠完成 數(shù)據(jù)幀封裝 、 轉發(fā)功能 的網(wǎng)絡設備 。 以太網(wǎng)交換機 類似于一臺專用的計算機 ， 它由 中央處理器（ CPU） 、 隨機存儲器 （ RAM） 和 接口 組成 ， 工作在 OSI模型中的第二層 ， 用于連接工作站 、 服務器 、 路由器 、 集線器和其他交換機 。 其主要作用是 快速高效 、 準確無誤 地 轉發(fā)數(shù)據(jù)幀 。 交換機的定義 交換機圖例 1 2 3 4 5 6 A B C D E 地 址 映 射 表 地址映射表 端口 MAC地址 計時 1 AAAAAAAAAAAA 4 BBBBBBBBBBBB 4 CCCCCCCCCCCC 5 DDDDDDDDDDDD 6 EEEEEEEEEEEE 緩沖區(qū) （ 1）交換機的工作原理 （ 2）交換機的地址學習功能 ? 以太網(wǎng)交換機利用“ 端口 /MAC地址映射表 ”進行數(shù)據(jù)交換。那么，交換機中的地址映射表是怎樣 建立 和 維護 的呢？ ? 兩個問題： ? 交換機如何 知道 哪臺計算機連接到哪個端口。 ? 當計算機在交換機的端口之間 移動 時，交換機如何 維護 地址映射表。 ? 通常，以太網(wǎng)交換機利用“ 地址學習 ”法來 動態(tài) 建立和維護 端口 /MAC地址映射表 。以太網(wǎng)交換機的地址學習是通過讀取 幀的源地址 并記錄 幀進入交換機的端口 進行的。 ? 當?shù)玫?MAC地址 與 端口 的對應關系后，交換機將檢查地址映射表中 是否已經(jīng)存在 該對應關系。 ? 不存在：交換機就將該對應關系添加到地址映射表； ? 存在：交換機將更新該表項。 ? 只要 這個節(jié)點 發(fā)送信息，交換機就能捕獲到它的MAC地址 與其所在 端口 的對應關系。 添加 MAC地址和端口的對應關系 1 2 3 4 5 6 A B C D E 地 址 映 射 表 地址映射表 端口 MAC地址 計時 1 AAAAAAAAAAAA 4 BBBBBBBBBBBB 4 CCCCCCCCCCCC 5 DDDDDDDDDDDD 6 EEEEEEEEEEEE 緩沖區(qū) 交換機的地址學習功能 （ 3）地址映射表的更新 ? 在每次 添加 或 更新 地址映射表的表項時，添加或更改的表項被賦予一個 計時器 。這使得該 端口 與 MAC地址的對應關系能夠存儲一段時間。 ? 如果在 計時器溢出 之前沒有再次捕獲到該 端口 與 MAC地址 的對應關系，該表項將被交換機 刪除 。 ? 通過移走 過時的 或 老的 表項，交換機維護了一個精確且有用的地址映射表。 （ 4）交換機的通信過濾功能 ? 交換機建立起 端口 /MAC地址映射表 之后，它就可以對通過的信息進行 過濾 。以太網(wǎng)交換機在 地址學習 的同時還檢查每個幀，并基于幀中的 目的地址 做出是否 轉發(fā) 或轉發(fā)到 何處 的決定。 轉發(fā) /過濾決定 ? 交換機在進行 轉發(fā) /過濾 操作時，遵循以下規(guī)則： ? ①如果數(shù)據(jù)幀的 目的 MAC地址 是 廣播地址 或者 組播地址 ，則向交換機 所有端口 轉發(fā)（數(shù)據(jù)幀來的端口除外）； ? ②如果數(shù)據(jù)幀的目的地址是 單播地址 ，但這個地址并 不在 MAC地址表中 ，那么也向 所有的端口轉發(fā) （數(shù)據(jù)幀來的端口除外）； ? ③如果數(shù)據(jù)幀的目的地址 在 MAC地址表中 ，那么就根據(jù)地址表轉發(fā)到 相應的端口 ； ? ④如果數(shù)據(jù)幀的 目的地址 指向的端口與 接收數(shù)據(jù)幀的端口 是同一個端口，與它就會丟棄這個數(shù)據(jù)幀，不會發(fā)生交換。 交換機的通信過濾功能 100M HUB Pc2 Pc10一 個 沖 突 域 Pc1 pc12 Pc1110M交 換 機 B10M100M100M10M10M100M10M10M100M交 換 機 A10M一 個 沖 突 域一 個 沖 突 域一 個 沖 突 域一 個 沖 突 域F G H A B C D E 集線器 集線器 以太網(wǎng)交換機 地址映射表 端口 MAC地址 計時 1 0A691845B30D 1 0D0622361A56 1 06096918130D 2 0D0771A3D454 3 0B011AABA25A 4 0A7A1741B30D 4 06A29BE2130D