第4章交换与虚拟局域网

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4.14.24.34.4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返回目录返回总目录返回章目录本章主要内容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返回目录返回总目录返回章目录本章教学目标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。返回目录返回总目录返回章目录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。返回目录返回总目录返回章目录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返回目录返回总目录返回章目录交换的提出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返回目录返回总目录返回章目录利用集线器组成的大型共享式以太网返回目录返回总目录返回章目录利用集线器组成的大型共享式以太网返回目录返回总目录返回章目录交换设备的类型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，实现异型网络互联返回目录返回总目录返回章目录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返回目录返回总目录返回章目录以太网交换机的工作过程返回目录返回总目录返回章目录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返回目录返回总目录返回章目录地址学习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”性返回目录返回总目录返回章目录通信过滤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返回目录返回总目录返回章目录通信过滤举例返回目录返回总目录返回章目录生成树协议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返回目录返回总目录返回章目录生成树协议举例返回目录返回总目录返回章目录虚拟局域网VLAN1.什么是虚拟局域网？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返回目录返回总目录返回章目录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返回目录返回总目录返回章目录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返回目录返回总目录返回章目录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返回目录返回总目录返回章目录在一台交换机上配置VLAN返回目录返回总目录返回章目录跨越多台交换机的VLAN返回目录返回总目录返回章目录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返回目录返回总目录返回章目录返回目录返回总目录返回章目录实践：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自适应以太网卡返回目录返回总目录返回章目录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：交叉电缆返回目录返回总目录返回章目录计算机连入交换机返回目录返回总目录返回章目录集线器连入交换机返回目录返回总目录返回章目录以太网交换机的配置配置方式终端控制台TelnetWWW专用软件返回目录返回总目录返回章目录实践中组装的交换式以太网返回目录返回总目录返回章目录终端控制台的连接返回目录返回总目录返回章目录超级终端的串口配置返回目录返回总目录返回章目录终端控制台启动后的显示界面键入回车后返回目录返回总目录返回章目录查看交换机的端口/MAC地址映射表进入en级别命令方式返回目录返回总目录返回章目录显示端口/MAC地址映射表（showmac-address-table）1返回目录返回总目录返回章目录查看VLAN配置showvlan返回目录返回总目录返回章目录添加VLANvlandatabase-vlan0002nameLAN0002-exit添加后的显示返回目录返回总目录返回章目录为VLAN分配端口configureterminal-interfaceFa0/1-switchportmodeaccess和switchportaccessvlan0002-exit加入端口之后返回目录返回总目录返回章目录删除VLANvlandatabase-novlan0002–exitVLAN删除后，属于该VLAN的所有端口将处于非激活状态返回目录返回总目录返回章目录本章小结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