第4章交换与虚拟局域网

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,返回目录,返回总目录,返回章目录,第4章 交换与虚拟局域网,4.1,4.2,4.3,4.4,交换式以太网的提出,以太网交换机的工作原理,虚拟局域网VLAN,组装简单的以太局域网,本章主要内容,1.交换式以太网的特点,2.交换机的工作过程和数据传输方式,3.交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议,4.VLAN的组网方法和特点,5.实践内容,利用交换机组装简单的交换式以太网,配置以太网交换机,在交换式以太网上划分VLAN,本章教学目标,掌握局域网络中交换式以太网的特点；交换机的工作过程和数据传输方式；交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议；VLAN的组网方法和特点。以及可以利用交换机组装简单的交换式以太网，并能在交换式以太网上划分VLAN。,本章的教学重点和难点,本章重点：,交换机的工作过程和数据传输方式；交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议；VLAN的组网方法和特点。,本章难点：,在交换式以太网上划分VLAN。,共享式以太网存在的主要问题,1.覆盖的地理范围有限,以太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小,2.网络总带宽容量固定,以太网的固定带宽被网络中的所有节点共同拥有,节点增加，冲突概率增大，带宽浪费也越严重,3.不能支持多种速率,以太网的传输介质是共享的,交换的提出,1.共享以太网存在的问题的解决方法：分段,2.什么是分段,将大型以太网分割成两个或多个小型以太网,每个段使用CSMA/CD介质访问控制方法维持段内用户的通信,段与段之间通过“交换”设备沟通,交换设备在一段接收信息，经处理后转发给另一段,利用集线器组成的大型共享式以太网,利用集线器组成的大型共享式以太网,交换设备的类型,1.交换设备有多种类型,2.常见的交换设备,局域网交换机：工作于数据链路层，连接较为,相似的网络,路由器：工作于互联层，实现异型网络互联,以太网交换机组网,将一台计算机直接连到交换机端口,该计算机独享该端口提供的带宽,将一个网段连到交换机端口,该网段上的所有计算机共享该端口提供的带宽,以太网交换机的工作过程,数据转发方式,直接交换,测到目的地址字段，立即转发,存储转发交换,完整地接收整个数据，对数据进行差错检测,改进的直接交换,接收数据头部，判断头部字段是否正确,地址学习,1.建立端口/MAC地址映射表需要解决的问题,交换机怎样知道哪台计算机连接哪个端口,交换机怎样维护地址映射表以保持其“新鲜”,2.地址学习,读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口（节点,只要发送信息，交换机就能建立该表项）,利用计时器维护表项的“新鲜”性,通信过滤,1.目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动,2.方法：,利用端口/MAC地址映射表和帧的目的地址决定是否,转发或转发到何处,如果地址表中不存在帧的目的地址，交换机则需要,向除接收端口以外的所有端口转发,通信过滤举例,生成树协议,1.交换机级联是否可以出现环路？,集线器级联不能出现环路（无论是水平还是树型结构）,交换机级联可以出现环路（交换机执行生成树协议）,2.生成树协议,通过实现生成树协议相互的交换信息,利用交换的信息将网络中的环路断开,逻辑上形成一种树形结构,按照逻辑结构转发信息,生成树协议举例,虚拟局域网VLAN,1.什么是虚拟局域网？,将局域网上的用户或节点划分成若干“逻辑工作组”,逻辑组的用户或节点可以根据功能、部门、应用等因,素划分而无须考虑它们所处的物理位置,2.利用以太网交换机就可以配置VLAN,利用共享式以太网需要做些什么？(1),一个逻辑工作组的站点需要移到,另一个逻辑工作组（如站点从LAN1,移动到LAN3）,一个逻辑工作组的站点需要物理位置,的移动（如LAN1中的站点从1楼移动到,3楼）,移动站点的物理位置或逻辑工作组有,时需要重新布线,利用共享式以太网需要做些什么？(2),一个逻辑工作组的站点需要移到另一个逻辑工作组（如站点从LAN1移动到LAN3）,一个逻辑工作组的站点需要物理位置的移动（如LAN1中的站点从1楼移动到3楼）,以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理,VLAN的组网方法,1.静态VLAN,交换机上的VLAN端口由管理员静态分配,这些端口保持这种配置直到人工改变它们,2.动态VLAN,交换机上VLAN端口是动态分配的,分配原则通常以MAC地址、逻辑地址或数据包的协议类型为基础,在一台交换机上配置VLAN,跨越多台交换机的VLAN,VLAN的优点,减少网络管理开销,控制广播活动,提供较好的网络安全性,利用现有的集线器以节省开支,实践：组装简单的交换式以太网,1.以太网交换机,从端口和外形上很难区分交换机和集线器,交换机的类型：10Mb/s交换机、100Mb/s交换机和10Mbps/100Mbps自适应交换机,2.网卡,10Mb/s、100Mb/s和10Mbps/100Mbps自适应以太网卡,交换式以太网中的电缆,1.计算机与交换机连接,直通电缆,2.交换机与交换机级联,上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆,普通端口与普通端口：交叉电缆,3.交换机与集线器级联,上行端口（级联端口）与普通端口：直通电缆,普通端口与普通端口：交叉电缆,计算机连入交换机,集线器连入交换机,以太网交换机的配置,实践中组装的交换式以太网,终端控制台的连接,超级终端的串口配置,终端控制台启动后的显示界面,键入后,查看交换机的端口/MAC地址映射表,进入en级别命令方式,显示端口/MAC地址映射表（,show mac-address-table）1,查看VLAN配置,show vlan,添加VLAN,vlan database-vlan 0002 name LAN0002-exit,添加后的显示,为VLAN分配端口,configure terminal-interface Fa0/1-switchport mode access和switchport access vlan 0002-exit,加入端口之后,删除VLAN,vlan database-no vlan 0002 exit,VLAN删除后，属于该VLAN的所有端口将处于非激活状态,本章小结,1、共享式以太网存在的主要问题,2、交换设备的类型,3、以太网交换机的三个功能,4、虚拟局域网VLAN,5、VLAN的组网方法,6、配置VLAN,7、VLAN的优点,8、实践：组装简单的交换式以太网,演讲完毕，谢谢观看！,内容总结,第4章 交换与虚拟局域网。第4章 交换与虚拟局域网。节点增加，冲突概率增大，带宽浪费也越严重。以太网的传输介质是共享的。1.共享以太网存在的问题的解决方法：分段。将大型以太网分割成两个或多个小型以太网。每个段使用CSMA/CD介质访问控制方法维持段内用户的通信。段与段之间通过“交换”设备沟通。该计算机独享该端口提供的带宽。该网段上的所有计算机共享该端口提供的带宽。完整地接收整个数据，对数据进行差错检测。读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口（节点。转发或转发到何处。如果地址表中不存在帧的目的地址，交换机则需要。交换机级联可以出现环路（交换机执行生成树协议）。利用交换的信息将网络中的环路断开。逻辑组的用户或节点可以根据功能、部门、应用等因。分配原则通常以MAC地址、逻辑地址或数据包的协议类型为基础。从端口和外形上很难区分交换机和集线器。10Mb/s、100Mb/s和10Mbps/100Mbps自适应以太网卡。演讲完毕，谢谢观看,