以太网交换机基础知识必看内容
4.以太网及交换机的工作原理
局域网标准( ):IEEE802标准集 局域网标准( 续):IEEE802标准集
•IEEE802.1------局域网体系结构、寻址、网络互连与网络管理 •IEEE802.2-------逻辑链路控制(LLC)子层的功能与服务 •IEEE802.3-------以太网 CSMA/CD访问控制方法和物理层技术规范 •IEEE802.4-------令牌总线网 Token-Bus •IEEE802.5-------令牌环网 Token-Ring •IEEE802.6-------城域网 •IEEE802.7-------宽带局域网 •IEEE802.8-------光纤技术 FDDI •IEEE802.9-------综合数据话音网络 •IEEE802.10------网络安全与保密 •IEEE802.11------无线局域网 •IEEE802.12------需求优先 •IEEE802.13 ------(未使用) •IEEE802.14 ------电缆调制解调器 •IEEE802.15 ------无线个人网 •IEEE802.16 ------宽带无线接入 •IEEE802.17 ------可靠个人接入技术
交换机的工作原理 mac地址表的形成过程 mac地址表的形成过程 数据帧的转发/ 数据帧的转发/过滤
地址学习
MAC地址表 地址表 初始的MAC地 初始的MAC地 址表为空 E0: E1: E2: E3:
主机A： 主机 ： 00-D0-F8-00-11-11
E0
E1
主机B： 主机 ： 00-D0-F8-00-22-22
《以太网交换基础》课件
•
复杂性
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云计算
《以太网交换基础》PPT
课件
网络交换技术是现代计算机网络的核心，本课件将详细介绍以太网交换的基
础知识、原理和应用。
以太网交换基础介绍
了解计算机网络的基本概念和传输介质，掌握以太网交换的定义和作用。
以太网交换的原理和概念
1
MAC 地址
2
帧转发和过滤
3
无碰撞传输
了解 MAC 地址的作用和
掌握交换器利用 MAC 地
介绍交换器的管理接口，
讲解交换器的基本配置，
探索交换器的监控功能和
如控制台端口、Web 管理
如端口速度和双工模式。
故障排除方法，如端口监
界面和远程管理。
控和链路聚合的故障排查。
以太网交换的优缺点和应用
优点
缺点
应用场景
•
高速数据传输
•
网络安全性
•
企业局域网
•
低成本
•
广播风暴
•
数据中心
•
灵活性和可扩展性
10/100 交换机
高速交换机
软件定义网络（SDN）
回顾以太网交换器从最初的
介绍10GbE、40GbE和
展望SDN对以太网交换技术
10/100Mbps到后来的千兆交
100GbE等高速以太网交换技
的前景和变革。
换技术的演进。
术的发展。
以太网交换器的配置和管理
1
交换器管理接口
2
交换器配置
换器如何通
结构，理解以太网数据帧
址表进行帧转发和过滤的
过隔离链路和广播域实现
和帧头中的源 MAC 和目
过程。
以太网交换机交换方式学习资料讲解
以太网交换机交换方式学习以太网交换机交换方式学习在实际使用时，以太网交换机一般并不需要通信双方同时既发送又接收，像打印机这类的单向传送设备，半双工甚至单工就能胜任，也无需倒向，像打印机这类的单向传送设备，半双工甚至单工就能胜任，也无需倒向。
AD：在实际使用时，以太网交换机一般并不需要通信双方同时既发送又接收，像打印机这类的单向传送设备，半双工甚至单工就能胜任，也无需倒向，像打印机这类的单向传送设备，半双工甚至单工就能胜任，也无需倒向。
在实际使用时，一般并不需要通信双方同时既发送又接收，像打印机这类的单向传送设备，半双工甚至单工就能胜任，也无需倒向。
交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。
交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。
交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。
交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。
每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。
当节点A向节点D发送数据时。
节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。
和HUB的一点小区别假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出 10Mbps。
HUB集线器就是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。
《交换机基础知识》课件
交换机的防护措施
访问控制列表（ACL）：通过设置ACL， 可以限制网络流量，保护交换机免受未经 授权的访问和攻击
VLAN隔离：将不同的用户或部门划分 到不同的VLAN中，可以减少广播风暴 和未经授权的访问
端口安全：通过绑定MAC地址和端口， 可以防止未经授权的设备接入网络
加密传输：采用SSL/TLS等加密技术， 保护数据在传输过程中的安全性
交换机路由配置的案例分析：通过具体案例分析，介绍交换机路由配置的实际应用和效果，包括 网络拓扑结构、设备连接方式、路由协议选择等。
交换机的性能指标
吞吐量
时延
定义：时延是指交换机接收数据帧后，处理该数据帧所需要的时间
影响因素：交换机的硬件性能、软件算法、数据帧长度等
分类：转发时延、排队时延、转发时延+排队时延 测试方法：通过发送大量数据包并计算平均时延来测试交换机的时延性 能
交换机的应用场景
企业网络中的应用
企业局域网建设
企业数据中心建设
企业广域网建设 企业分支机构互联
校园网中的应用
添加项标题
校园网概述：介绍校校园网中的应用，如接入层交换机、 汇聚层交换机和核心层交换机
添加项标题
校园网中的交换机选型：根据校园网的需求，选择合适的交换机 型号和配置
丢包率
定义：丢包率是指在传输过程中，数据包丢失的比例
影响因素：网络拥堵、设备故障、线路质量等
测试方法：通过发送大量数据包并统计丢失的数据包数量来计算丢包率
性能指标意义：丢包率越低，网络传输的稳定性和可靠性越高
带宽利用率
定义：交换机在单位时间内传输数据的能力 影响因素：数据包大小、网络拥堵程度、交换机性能等 评估方法：通过测试网络带宽利用率来评估交换机的性能 优化方法：合理配置交换机参数、优化网络结构等
交换技术汇总：交换机的116个基本知识点
交换技术汇总：交换机的116个基本知识点1. 以太网最初基于同轴电缆．1972年发明，1979年Xeroxinter 和DEC提出DIX版.2. 1983年，IEEE802.3标准提出.3. CSMA/CD 通讯过程，传输—监听—干扰—随机等待—传输。
4. 传统以太网用网桥来分割主机，用路由器连接网段。
5. 交换式以太网，平时主机都不连通，当需要通信时，通过交换设备连接对端主机，完成后断开。
交换设备包括，交换式集线器和交换机。
6. 交换式以太网物理逻辑均为星型。
分割冲突域，将网络冲突限制到最小范围。
7. RMON共九组，常用的端口统计、历史、告警、事件4组。
8. 数据流量区分，按组织行政构成、按主机类型、按物理分布、根据应用类型。
9. 80／20规则，80％在本地，20％其他网段。
20／80规则，相反。
10. 交换机单个百兆口64字节包转发1488810pps，路由器整机64字节包转发小与100100pps。
11. 三层交换技术的实现硬件的路由转发，转发路由表也是由软件通过路由协议建立的。
12. 三层交换与路由均为根据逻辑地址确定路径、运行三层校验和、使用TTL、对信息处理和相应，分析报文、用MIB更新SNMP管理。
13. 三层交换优点：基于硬件包转发、低时延、低花费。
14. 四层交换基于数据流，实现一次路由，多次交换。
考虑端口号和协议字段。
15. 局域网设计原则，考察物理链路、分析数据流特征、采用层次化模型、考虑冗余16. 局域网管理系统功能：配置功能、监控功能、故障隔离。
17. 必须保证的网络性能，带宽和时延。
其取决的一个重要因素，线缆的类型和布局。
18. 为用户增加带宽，增加总体带宽&减少在一个共享介质上的用户数量。
19. 快速以太网（100M）标准为802.3u。
20. 自协商使用物理芯片来完成，不需要专用的数据报文。
发送16bi的报文，整个保文按16ms间隔重复。
21. 速率不通过自协商一样可完成，但工作方式会产生问题。
以太网交换机基础培训胶片
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帧。
交换机是一种网络设备，用于连接多个网络设备，实现数据交换。
交换机的工作原理是基于MAC地址的，即根据MAC地址来转发数据包。
交换机通过学习MAC地址，建立MAC地址表，实现数据包的快速转发。
交换机还可以实现VLAN（虚拟局域网）功能，将网络划分为多个虚拟局域网，提高网络安全 性和网络性能。
接收数据：以太网交换机从网络接 口接收数据帧
以太网交换机基础培 训胶片
汇报人：
目录
以太网交换机概述
以太网交换机的工作 原理
以太网交换机的性能 指标
以太网交换机的配置 和管理
以太网交换机的故障 排除和维护
以太网交换机的发展 趋势和未来展望
以太网交换机概述
定义：以太网交换机是一种用于连接多个以太网设 备的网络设备，可以实现以太网设备的互连互通。
分类：根据端 口数量、传输 速率、功能等 可以分为多种
类型
应用场景：企 业网络、数据 中心、校园网、
家庭网络等
应用领域：金 融、教育、医 疗、政府、企
业等
应用特点：高 速、稳定、安
全、可扩展
智能化：以太网交换机将更加智能化，能够自动识别和配置网络设备 高速化：以太网交换机将支持更高的传输速率，以满足大数据时代的需求 虚拟化：以太网交换机将支持虚拟化技术，实现网络资源的灵活分配和管理 绿色化：以太网交换机将更加注重节能环保，降低能耗和碳排放
以太网交换机的工 作原理
以太网协议是局域网中最常用的协议之一，它定义了数据传输的规则和方式。 以太网协议分为两个部分：物理层和数据链路层。 物理层定义了数据传输的物理介质和接口，如双绞线、光纤等。 数据链路层定义了数据传输的逻辑链路和帧格式，如MAC地址、帧校验等。 以太网交换机的工作原理是基于以太网协议的，它通过MAC地址来识别和转发数据
交换机学习笔记
交换技术一、 以太网以太网技术标准主要定义了数据链路层和物理层的规范。
同一层次的技术标准包括令牌环网等等。
TCP/IP 协议本身是与数据链路层和物理层无关的，TCP/IP 协议栈可以架构在以太网技术上，也可以是令牌环网。
LLCMAC物理层数据链路层以太网技术范围以太网是广播网。
半双工传输时采用CSMA/CD 技术，全双工模式不需要。
在采用CSMA/CD 传输介质访问的以太网中，任何一个CSMA/CD LAN 工作站在任何一时刻都可以访问网络。
发送数据前，工作站要侦听网络是否堵塞，只有检测到网络空闲时，工作站才能发送数据。
工作站在发送数据帧时需要等待一个时间片的时间，用来检测刚才发送出去的帧是否发生冲突。
冲突发生时，采用时间指数退避算法，延后一段时间后在发送数据包。
一层设备：代表设备是HUB ，作用于7层网络模型的第1层，物理层，主要用于电信号的放大，以增加传输距离。
一层设备不存在交换。
以太网HUB 工作于半双工状态，HUB 连接的所有主机同时只能有一台主机发送以太帧，并且所有的主机都能够接收到这个帧，所有的端口处于同一个冲突域，一个广播域。
以太网帧结构：最小以太帧为64字节，若小于64字节，则需要“填充”。
二、 交换机基本结构目前的L2/L3交换芯片一般采用分布式交换的体系结构，主要包括：CPU （带管理的交换机）或者EEPROM （不带管理的交换机）、交换结构、MAC 芯片、物理层芯片几个部分，如果是提供光口还需要光模块。
其中的核心是MAC 芯片，实现了MAC 源地址学习和L2层以太帧转发，以及流量控制功能，如果是L3芯片，则在MAC 层芯片中还有路由模块。
所有的2层地址学习、2层转发和3层路由都是分散在各个MAC芯片中完成的。
虽然地址学习是分散在各个芯片中完成的，但是系统中的所有MAC芯片会通过内部通讯协议通过交换结构互相交换地址学习信息，使得整个系统中的地址学习表是统一的。
图中所示的是一个L2/L3层交换的MAC芯片，它主要包括了L2交换模块、L3路由模块、流分类模块和转发引擎等几个部分：1、L2交换模块主要进行MAC地址学习和L2层转发判断2、L3路由模块主要根据路由表进行L3层路由转发，如果是L2芯片则没有这个模块3、流分类模块主要是对进入以太帧做QOS方面的调整或者流量限制。
以太网交换机技术简介
交换机的寻址
• 站点D 发送一个数据帧到站点C；
• 交换机根据数据帧的源地址在接口E3上学习到站点D 的M A C 地址；
• 这个数据帧(D-C) 被洪放到所有的交换机接口除了E3( 未知单播被泛洪) ；
交换机的寻址
• 站点A 发送一个数据帧到站点C；
• 目的地址已知存储在M A C 地址表中，数据帧不会被泛洪 ；
Si Si
二层交换机的主要功能
• Address learning
• Forward/filter decision • Loop avoidance
MAC地址
PC1 Fa0/1 IP：192.168.1.1 MAC ：0050-5600-0001 交换机查看数据帧的 二层头部；在自己的 MAC地址表中查找目 的MAC；随后将数据 帧从特定的端口转发 出去。 Fa0/2
PC2
IP：192.168.1.2 MAC ：0050-5600-0002
源MAC 目MAC 源IP 目IP
0050-5600-0001 0050-5600-0002 192.168.1.1 192.168.1.2
源MAC 目MAC 源IP 目IP
0050-5600-0001 0050-5600-0002 192.168.1.1 192.168.1.2
MAC地址
00e0.fc39.8034
00000000 11100000
11111100
00111001
1000000
00110100
OUI（组织唯一标识 ）
• • •
MAC 地址有48 位，通常被表示为点分十六进制数。 MAC 地址全球唯一，由 IEEE对这些地址进行管理和分配。 每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前2 4 位二进制代 表 该供应商代码。剩下的24 位由厂商自己分配。
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以太网交换机基础知识必看内容目录1 以太网概述.................................................... 错误！未指定书签。
2 以太网的基础知识........................................... 错误！未指定书签。
2.1 地址错误！未指定书签。
2.2 以太网帧的帧格式错误！未指定书签。
2.2.1 以太网Ⅱ......................................... 错误！未指定书签。
2.2.2 带有802.2逻辑链路控制的802.3 ...... 错误！未指定书签。
2.2.3 802.3子网访问协议（以太网） ........ 错误！未指定书签。
2.2.4 以太网............................................ 错误！未指定书签。
2.3 错误！未指定书签。
2.4 冲突域和广播域错误！未指定书签。
2.5 以太网的典型设备错误！未指定书签。
2.6 全双工以太网错误！未指定书签。
3 二层交换机的基本原理 .................................... 错误！未指定书签。
3.1 二层交换机错误！未指定书签。
3.2 支持的二层交换机错误！未指定书签。
3.2.1 的概念............................................ 错误！未指定书签。
3.2.2 的划分............................................ 错误！未指定书签。
3.2.3 的标准............................................ 错误！未指定书签。
3.2.4 支持交换机的转发流程...................... 错误！未指定书签。
4 三层交换机基本原理 ....................................... 错误！未指定书签。
4.1 三层交换机的提出错误！未指定书签。
4.2 三层交换机基本特征错误！未指定书签。
4.3 三层交换机的功能模型错误！未指定书签。
4.4 三层交换机转发流程错误！未指定书签。
4.4.1 网络规则......................................... 错误！未指定书签。
4.4.2 三层转发流程 .................................. 错误！未指定书签。
4.4.3 选路过程......................................... 错误！未指定书签。
4.5 路由器和交换机错误！未指定书签。
4.5.1 接口............................................... 错误！未指定书签。
4.5.2 特点对照......................................... 错误！未指定书签。
5 交换机相关协议和技术 .................................... 错误！未指定书签。
5.1 物理层特性（接口）错误！未指定书签。
5.1.1 自协商............................................ 错误！未指定书签。
5.1.2 智能自识别...................................... 错误！未指定书签。
5.1.3 流控机制......................................... 错误！未指定书签。
5.1.4 供电............................................... 错误！未指定书签。
5.1.5 端口镜像......................................... 错误！未指定书签。
5.2 二层协议和特性错误！未指定书签。
5.2.1 协议............................................... 错误！未指定书签。
5.2.2 ..................................................... 错误！未指定书签。
5.2.3 聚合特性......................................... 错误！未指定书签。
5.2.4 ..................................................... 错误！未指定书签。
5.2.5 二层多播......................................... 错误！未指定书签。
5.2.6 ..................................................... 错误！未指定书签。
5.3 三层特性错误！未指定书签。
5.3.1 ..................................................... 错误！未指定书签。
5.4 错误！未指定书签。
5.5 安全特性错误！未指定书签。
5.5.1 802.1X .......................................... 错误！未指定书签。
5.5.2 ..................................................... 错误！未指定书签。
5.6 管理特性错误！未指定书签。
5.6.1 集群管理......................................... 错误！未指定书签。
5.6.2 网管............................................... 错误！未指定书签。
5.7 错误！未指定书签。
5.8 与路由器相同的一些特性错误！未指定书签。
6 以太网交换机主要厂商 .................................... 错误！未指定书签。
6.1 错误！未指定书签。
6.2 错误！未指定书签。
6.3 错误！未指定书签。
6.4 港湾错误！未指定书签。
7 参考资料....................................................... 错误！未指定书签。
图索引图1 地址.................................................... 错误！未指定书签。
图2 常用的以太网帧格式.............................. 错误！未指定书签。
图3 由组成的网络....................................... 错误！未指定书签。
图4 全双工以太网....................................... 错误！未指定书签。
图5 二层交换机结构示意图........................... 错误！未指定书签。
图6 二层交换机的转发流程........................... 错误！未指定书签。
图7 二层交换机工作在链路层 ....................... 错误！未指定书签。
图8 交换机的冲突域和广播域 ....................... 错误！未指定书签。
图9 由二层交换机构成的扁平网络................. 错误！未指定书签。
图10 基于端口的划分.................................... 错误！未指定书签。
图11 802.1Q 帧格式.................................... 错误！未指定书签。
图12 链路实现虚拟工作组.............................. 错误！未指定书签。
图13 支持交换机交换引擎.............................. 错误！未指定书签。
图14 和地址学习方式.................................... 错误！未指定书签。
图15 地址学习方式转发流程........................... 错误！未指定书签。
图16 地址学习方式转发流程........................... 错误！未指定书签。
图17 支持交换机冲突域和广播域 .................... 错误！未指定书签。
图18 三层交换机功能模型.............................. 错误！未指定书签。
图19 三层交换引擎....................................... 错误！未指定书签。
图20 三层转发流程....................................... 错误！未指定书签。
图21 路由器的最长匹配转发........................... 错误！未指定书签。
图22 三层交换机转发-精确匹配...................... 错误！未指定书签。
图23 三层交换机转发-最长匹配...................... 错误！未指定书签。
图24 以太网的自协商.................................... 错误！未指定书签。
图25 阻塞网络环路....................................... 错误！未指定书签。
图26 根据进行阻塞链路................................. 错误！未指定书签。
图27 属性注册和注销.................................... 错误！未指定书签。
图28 基本原理 ............................................. 错误！未指定书签。
图29 .......................................................... 错误！未指定书签。
图30 不支持多播功能交换机........................... 错误！未指定书签。
图31 实现.................................................... 错误！未指定书签。
图32 802.1X认证体系结构............................ 错误！未指定书签。