路由和交换技术项目1-1 交换网络简介
数据通信(项目1任务1 交换机的VLAN配置)
项目一交换机二层技术与配置计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连而成，网络互连离不开网络设备，这些设备通常是路由器和交换机，而工作在数据链路层的交换机也就是通常所说的二层交换机，工作网络层的交换机是三层交换机，本书项目一讨论二层交换机的技术与其配置，主要包括的任务有：任务1：交换机的VLAN配置任务2：交换机的链路聚合技术与配置任务3：STP技术与配置任务4：MSTP技术与配置任务1 交换机的VLAN配置■任务描述某小型公司4台交换机、200多台电脑组成局域网，但网络总是掉线，网络工程师诊断整个公司网络属于一个网段，只有一个广播域，交换机在工作时那么一旦发出广播信息，就会传遍整个网络，导致网络风暴。
解决办法之一就是将公司的网络按部门划成若干个VLAN（虚拟局域网），有效地分割广播域，提高网络的安全性和可靠性。
■任务相关知识1、交换机的工作原理交换机是数据链路层设备，它能够读取数据包中的MAC（网卡）地址信息，并根据MAC 来进行交换，如图1所示。
图1-1 交换机的工作原理图1-1中有A、B、C、D四台主机的IP地址在同一网段内，其IP地址和MAC地址如图1中所示，交换机有一张MAC地址表，是通过MAC地址来进行交换的，接入网络之前，交换机的MAC地址是空的。
当主机A（192.168.1.1）向主机C（192.168.1.3）发送数据的时候，交换机是如何把数据正确的发给主机C呢？交换机的工作过程是这样的，主机A在发送数据时会携带自身的MAC地址，交换机从E0端口收到了数据，就会在MAC表中记录一条信息，如图1-2所示。
图1-2 交换机的工作原理（记录E0端口）从图1-2中可知，交换机的MAC地址表已经有一条记录，此时交换机并不知道主机C 在哪个端口，数据不确定从哪个端口转发，这时交换机只能选择在E0以外的所有端口都转发（洪泛（flooding），那么主机B、C、D都会收到来自主机A的信息，收到信息后解开数据比对信息，主机B和主机D发现不是找它的，就把数据丢弃，只有主机C核对后发现是找C的，于是返回一条信息给交换机，返回信息的时候，带上自身的MAC地址，这个时候交换机的MAC地址表又多了一条记录，如图3所示。
路由和交换技术
路由和交换技术路由（Routing）和交换（Switching）技术是计算机网络中最基础和重要的技术之一，它们对于网络的性能和效率有着至关重要的影响。
本文将对路由和交换技术的基本概念、分类以及应用进行简单介绍。
一、路由技术路由技术是指在网络中选择最佳路径将数据包从源节点传输到目的节点的方法。
在互联网中，路由器是实现路由技术的核心设备。
路由器通过学习路由表和协议来决定最佳路径，并将数据包转发到下一个节点。
路由器的主要功能是转发数据包，保证网络中各个节点之间的通信。
路由技术可以分为静态路由和动态路由。
静态路由是由网络管理员手动配置的路由，其优点是稳定可靠，但需要耗费大量的时间和精力来配置。
动态路由是由路由器自动学习和更新的路由，其优点是配置简单，而且能够根据网络拓扑的变化自动调整路由。
二、交换技术交换技术是指在网络中将数据包从一个节点传输到另一个节点的方法。
交换技术有两种主要的实现方式：电路交换和分组交换。
电路交换是在建立连接之后，一直占用网络资源进行传输，直到连接中断。
电路交换的优点是传输效率高，但缺点是连接一旦建立，不能被其他节点使用，造成资源浪费。
分组交换是将数据包拆分成一定大小的数据块，每个数据块都带有目的地址和源地址信息，然后以不同的路径传输到目的节点。
分组交换的优点是能够充分利用网络资源，但缺点是传输延迟较大。
交换技术可以分为三种：电路交换、分组交换和消息交换。
电路交换是在建立连接后一直占用网络资源进行传输；分组交换是将数据包拆分成一定大小的数据块，每个数据块都带有目的地址和源地址信息，然后以不同的路径传输到目的节点；消息交换是将数据分成一些短小的包（消息），每个包都独立传输，不需要建立连接。
消息交换的优点是传输延迟小，但缺点是传输效率低。
三、路由和交换技术的应用路由和交换技术在计算机网络中应用广泛，例如在互联网、局域网、广域网等网络中都有广泛的应用。
在互联网中，路由器和交换机是网络中最重要的设备之一，它们保证了数据的快速传输和网络的稳定性。
交换路由知识点总结
交换路由知识点总结一、交换路由的基本概念1.1 路由的定义路由是指在计算机网络中确定数据包传输路径的过程。
路由的作用是将数据包从源节点传输到目的节点，并通过网络的中间节点来完成这一过程。
1.2 路由的分类路由可以分为静态路由和动态路由。
静态路由是在路由表中手工配置的路由信息，不会随网络条件的变化而改变；而动态路由是通过路由协议自动学习和更新路由表，可以根据网络的变化来动态调整路由路径。
1.3 路由的协议路由协议是路由器之间进行路由信息交换的标准规范，它负责路由器之间的通信和协商。
常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等。
1.4 路由的工作原理在数据包传输时，路由器根据路由表中的信息来确定传输路径，因此路由表的更新和管理是路由器正常工作的重要组成部分。
二、交换路由的常见协议2.1 RIP协议RIP（Routing Information Protocol）是一种最早的动态路由协议，使用跳数作为路径选择的度量标准。
RIP协议的特点是简单易用，但由于其跳数限制，很难适应大型网络的需求。
2.2 OSPF协议OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种开放式的最短路径优先协议，通过使用链路状态来确定网络拓扑结构，可以适应大型网络的需求，并具有更好的灵活性和稳定性。
2.3 BGP协议BGP（Border Gateway Protocol）协议是一种网关间协议，主要用于互联网网关之间的路由选择。
BGP协议具有高度的可扩展性和灵活性，也是互联网上最主要的路由协议之一。
2.4 EIGRP协议EIGRP（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）协议是思科公司开发的一种优化的距离矢量协议，具有较快的收敛速度和更少的网络开销。
三、交换路由的常见算法3.1 距离矢量算法距离矢量算法是一种最早的路由算法，以距离作为路径选择的度量标准，常见的距离矢量算法有Bellman-Ford算法和Dijkstra算法等。
计算机网络中的路由与交换技术
计算机网络中的路由与交换技术计算机网络是现代通信与信息交流的重要基础，而其中的路由与交换技术则是实现网络数据传输与通信的关键技术。
在这篇文章中，我们将深入探讨计算机网络中的路由与交换技术，从基本概念、工作原理到常见协议及未来发展进行阐述，以期帮助读者对这一技术有更深入的理解。
一、路由技术路由技术是计算机网络中实现数据包传输的关键技术之一。
通过在网络中选择最佳路径，将数据包从源地址传输到目的地址，实现数据的传输与交换。
常见的路由技术包括静态路由和动态路由。
静态路由是通过手动配置网络路径，确定数据包的传输方向，并将这些路径信息存储在路由表中。
它的优点是简单、稳定，适用于小型网络状况相对固定的场景。
然而，由于需要手动配置，当网络发生变化时，需要手动更新路由表，工作量相对较大。
动态路由是通过路由协议自动学习网络的拓扑结构和状态信息，并根据这些信息动态地调整路由表，实现数据包的传输。
常见的动态路由协议有RIP、OSPF和BGP等。
动态路由的优点是适用于复杂的网络环境、自动化管理方便，可以根据网络的实际情况进行路由调整。
二、交换技术交换技术是计算机网络中实现数据包转发的关键技术之一。
通过将数据包从输入接口转发到正确的输出接口，实现数据的快速传输与交换。
常见的交换技术包括电路交换和分组交换。
电路交换是在通信建立之前，通过物理链路直接建立一个专用的通信路径，然后通过这个专用路径传输数据。
电路交换的特点是传输的数据具有固定带宽、无需额外开销，适用于实时性要求较高的应用，例如电话通信。
分组交换是将数据包切分为较小的数据块（分组），并逐个进行传输。
常见的分组交换技术包括IP交换和以太网交换。
分组交换的特点是能够对网络资源进行较好的利用、适用于承载不同协议的多样化流量，但也存在传输时延和拥塞控制等问题。
三、常见协议在计算机网络中，路由与交换技术的应用离不开各种协议的支持。
常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等，它们分别用于实现不同级别的路由控制，提供动态路由的能力。
第二章 交换技术-路由与交换技术-袁天夫-清华大学出版社
以太网的工作原理
以太网采用载波帧听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）的机制，解决多个 终端同时争用总线的机制，工作过程如下所述。
当以太网中的一台主机要传输数据时，它将按如下步骤进行： 1）监听信道上是否有信号在传输。如果有的话，表明信道处于忙状态，就 继续监听，直到信道空闲为止。 2）若没有监听到任何信号，就传输数据。 3）传输的时候继续监听，如发现冲突则执行退避算法，随机等待一段时间 后，重新执行步骤1（当冲突发生时，涉及冲突的计算机会发送一个拥塞序列， 以警告所有的节点）。 4）若未发现冲突则发送成功，所有计算机在试图再一次发送数据之前，必须 在最近一次发送后等待9.6微秒（以10Mbps运行）。
Novell Ethernet 帧格式
IEEE 802.3/802.2帧格式
新增的802.2 LLC首部包括两个服务访问点：源服务访问点（SSAP）和目标 服务访问点（DSAP）。它们用于标识以太网帧所携带的上层数据类型，如16进 制数0x06代表IP协议数据，16进制数0xE0代表Novell类型协议数据，16进制数 0xF0代表IBM NetBIOS类型协议数据等。 至设为0x03，指明采用无 连接服务的802.2无编号数据格式）。
2、100Mb/s以太网标准
1）100BASE-TX 100BASE-TX必须采用5类以上布线系统，和10BASE-T一样，它也只
用于以集线器或以太网交换机为组网设备的以太网中，网络设备之间、网 络设备和终端之间距离必须小于l00m。
2）100BASE-FX
100BASE-FX采用两根50/125μm或62.5/125Mm的多模光纤，分别用于发送和接 收数据，因此，支持全双工通信方式。如果两个100BASE-FX端口（通常情况 下，一个是以太网交换机端口，另一个是以太网交换机端口或网卡）以全 双工方式进行通信，它们之间的传输距离可达2km。
路由交换技术基础知识
路由交换技术基础知识路由交换技术是现代计算机网络中的重要概念，它是实现网络连接和数据传输的关键。
在本文中，我们将介绍路由交换技术的基础知识，包括路由器、交换机、路由表以及路由选择算法等内容。
一、路由器的概念和功能路由器是计算机网络中的一种设备，主要用于实现数据的转发和传输。
它通过查找目标地址并根据路由表进行转发选择，将数据包从源地址传输到目标地址。
路由器在网络中起到了连接各个子网和传输数据的关键作用。
除了传输数据包的功能，路由器还具有一些其他的功能，比如网络地址转换（NAT）、QoS（Quality of Service）等。
通过网络地址转换，路由器可以将内部网络的私有IP地址转换为公网IP地址，实现内部网络和外部网络的连接。
QoS功能可以根据网络连接的需求，为不同的数据流分配带宽和优先级，保证网络服务的质量。
二、交换机的概念和功能交换机是计算机网络中的另一种设备，用于实现局域网内部的数据交换。
它可以根据MAC地址识别数据包的目标设备，并将数据包仅转发到目标设备所在的端口，从而实现数据的高效传输。
交换机具有避免网络冲突、提高网络性能、实现安全隔离等功能。
通过避免网络冲突，交换机可以避免数据包在网络中的碰撞，提高数据传输的效率。
通过提高网络性能，交换机可以提供更高的数据传输速率和带宽，满足用户对网络性能的需求。
通过实现安全隔离，交换机可以将网络分割成多个虚拟局域网（VLAN），实现不同网络之间的隔离和安全控制。
三、路由表的概念和作用路由表是路由器中的一种数据结构，用于存储路由器所知道的网络之间的连接关系。
每个路由表条目包含了目标网络的网络地址、下一跳路由器的IP地址以及用于选择下一跳路由器的路由选择算法。
路由表的作用是指导路由器在传输数据时选择最佳路径。
路由器通过查找目标地址，并根据路由表中的信息进行转发选择，将数据包沿着最佳路径传输到目标地址所在的网络。
路由表的更新是由路由选择协议来完成的，路由选择协议可以根据网络拓扑的变化动态地更新路由表信息。
路由和交换技术
路由和交换技术路由和交换技术是网络通信中至关重要的两个概念。
路由技术是指一种从源网络地址到目的网络地址的转发过程，而交换技术则是一种在网络中传输数据的方式。
两者结合起来，可以实现高效的网络通信。
在网络中，路由技术的主要作用是确定数据包的最佳路径。
这个路径是通过路由器之间的交互来确定的。
路由器是一种专门用于转发数据包的设备，它可以根据目的地址来选择合适的路径。
路由器之间的交互是通过路由协议来实现的，常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等。
这些协议可以根据不同的网络拓扑结构和需求来选择最佳路径。
交换技术则是一种在网络中传输数据的方式。
交换技术可以分为电路交换和分组交换两种。
电路交换是指在通信开始前，建立一条专用的物理路径，数据沿着这条路径传输，传输结束后撤销这条路径。
电路交换的优点是传输速度快，但是缺点是容易出现拥塞。
分组交换则是将数据划分为一些较小的数据包，每个数据包独立传输，传输完成后再组合成完整的数据。
分组交换的优点是灵活性强，可以更好地适应网络环境的变化。
除了路由和交换技术，网络中还有一些其他的技术和协议。
其中比较重要的是TCP/IP协议。
TCP/IP协议是互联网的基础协议，它包括IP协议和TCP协议。
IP协议负责网络层的传输，而TCP协议负责传输控制。
TCP/IP协议可以实现可靠的数据传输，以及网络包的路由选择。
总的来说，路由和交换技术是网络通信中不可或缺的两个概念。
通过这些技术和协议的结合，可以实现高效的网络通信和数据传输。
在未来，随着网络的不断发展和变化，这些技术和协议也会不断地更新和改进，以适应不同的网络需求和环境。
路由与交换知识点总结
路由与交换知识点总结一、路由基础知识1.1 路由的概念路由是将数据包从源地址传输到目的地址的过程。
路由器是一种可以通过网络传输和转发数据包的设备。
路由器根据规则从一个网络到另一个网络传输数据包，这些规则可以是基于多种因素，如最短路径、最低成本或者其他由网络管理员设定的规则。
1.2 路由的作用路由的作用是建立网络之间的连接，实现不同网络之间的通信。
通过路由器，数据包可以在不同的网络之间传输和转发，实现全网的通信。
1.3 路由器的工作原理路由器通过查找路由表，根据数据包的目的地址确定传输路径。
路由器会根据目的地址选择最佳路径，并将数据包转发到下一个路由器或者最终目的地。
这一过程涉及路由协议、数据包封装、解封装等多个步骤。
1.4 路由表路由表是路由器用于决定数据包传输路径的重要依据，路由表记录了目的网络的地址和下一跳地址。
当路由器接收到数据包时，会根据路由表来进行转发决策。
1.5 路由协议路由协议是路由器之间进行路由信息交换和学习的规定。
常见的路由协议有静态路由、动态路由等。
静态路由是由网络管理员手动配置的路由信息，而动态路由则是路由器之间通过路由协议自动学习和更新路由信息。
1.6 路由器的分类路由器根据其作用范围和用途可以分为边界路由器、核心路由器、分布式路由器等。
边界路由器主要用于连接不同网络之间的数据传输，核心路由器则用于承载大量数据流量的高速转发，分布式路由器则用于连接不同子网的数据传输。
二、交换基础知识2.1 交换技术的概念交换技术是指通过交换设备实现不同设备之间的通信和数据传输。
交换技术主要包括数据交换、交换机、交换网络等。
2.2 数据交换数据交换是计算机网络中的一种重要技术，通过交换设备将数据从源地址传输到目的地址。
数据交换可以包括电路交换、分组交换等多种形式。
2.3 交换机交换机是一种用于交换网络数据包的设备。
交换机可以根据MAC地址和端口信息来实现数据包的转发和分发，是局域网中重要的数据交换设备。
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1.1 LAN设计
1.1.2 交换网络
3、可堆叠配置交换机 可堆叠配置交换机可以使用专用电缆进行互连，电缆可在交换机之间提供高带宽的吞吐能力，如下
LAN交换机会维护一个表，用它来确定通过交换机转发流量的方式。 LAN交换机唯一智能化的地方是它能够使用自己的表根据入口端口和消息的目的地址来转发流量。 使用LAN交换机时，只有一个主交换表用于描述地址和端口之间的严格对应；因此，已给定目的地址 的消息无论从哪个入口端口进入，始终都会从同一出口端口退出。思科LAN交换机根据帧的目的MAC 地址转发以太网帧。
1.2 交换环境1.Fra bibliotek.1帧转发3、缓解网络拥塞 LAN交换机具有特殊特征，使其能够有效地缓解网络拥塞。
首先，它们可以将LAN细分为多个单独的冲突域。交换机的每个端口都代表一个单独的冲突域，为 该端口连接的设备提供完全的带宽。
其次，他们提供设备之间的全双工通信。全双工连接可以同时承载发送和接收的信号。全双 工连接显著提高了LAN网络性能，对于1Gb/s或更高的以太网速度是必需的。
图所示。
1.2 交换环境
1.2.1帧转发
1、作为网络与通信基本概念的交换 交换和转发帧的概念在网络和电信中是通用的。各类交换机将会在LAN、WAN和公共交换电话网
(PSTN)中使用。交换的基本概念是指设备根据两个标准进行决策： （1）入口端口 （2）目的地址
关于交换机如何转发流量的决策与该流量的传输有关。术语“入口”用于描述帧由何处进入端口上 的设备。术语“出口”用于描述帧从特定端口离开设备。 当交换机进行决策时，会以入口端口和消息的目的地址为基础。
1.2 交换环境
1.2.1帧转发
3、交换机转发方法 LAN交换机能够将第2层转发决策从软件转移到专用集成电路(ASIC)。ASIC减少了设备中的数据包处
理时间，并使设备能够处理更多端口而不会降低性能。这种在第2层转发数据帧的方法称为存储转发 交换。除此之外，交换机还有一种转发方法是直通交换。 存储转发方法是在收到整个帧并检测完帧中的错误后才作出帧的转发决策。 直通方法在确定了传入帧的目的MAC地址和出口端口后就开始转发过程。
1.1 LAN设计
1.1.2 交换网络
1、固定配置交换机 固定配置交换机并不支持除交换机出厂配置以外的功能或选件，如下图所示。型号决定了可用的
功能和选件。例如，24端口的千兆位固定配置交换机不能支持附加的端口。
1.1 LAN设计
1.1.2 交换网络
2、模块化配置交换机 模块化配置交换机的配置较灵活。模块化配置交换机通常有不同尺寸的机箱，允许安装不同数目的
1.2 交换环境
1.2.1帧转发
（1）存储转发交换 存储转发交换有两个主要特征使其区别于直通交换：错误检查和自动缓冲。 ①错误检查 ②自动缓冲 （2）直通交换 直通交换的一个优点就是使交换机开始转发帧的时间比存储转发交换早。直通交换有两个主 要特征：快速帧转发和无效帧处理。 ①快速帧转发 ②免分片
1.2 交换环境
1.2.2交换域
1、冲突域 在基于集线器的以太网段上，网络设备会竞争介质，因为设备必须依次传输数据。在设备之间共享
同一带宽的网段被称为冲突域，因为当该网段中两个或更多设备尝试同时通信时可能会出现冲突。
1.2 交换环境
1.2.1帧转发
2、广播域 虽然交换机基于MAC地址过滤大多数帧，但是它们不过滤广播帧。 对于LAN上接收广播帧的其他交换机，交换机必须在所有端口泛洪这些帧。相连交换机的集合构成了一 个广播域。
项目1-12 VPN
目标导航
• 理解交换网络中数据、语音和视频的融合 • 理解中小型企业中的交换网络 • 掌握交换网络中的帧转发过程 • 掌握冲突域与广播域
1.1 LAN设计 1.1.1 融合网络
1.接入层 2.分布层 3.核心层
1.1 LAN设计
1.1.2 交换网络
交换LAN提供更多的灵活性、流量管理和其他功能，例如： （1）服务质量(QoS) （2）更高的安全性 （3）支持无线网络连接 （4）支持新技术，例如IP电话和移动服务
1.2 交换环境
1.2.1帧转发
2、动态填充交换机MAC地址表 交换机使用MAC地址通过指向相应端口的交换机将网络通信转向目的地。交换机为了知道要使用
哪个端口来传送帧，它必须首先知道每个端口上存在哪些设备。当交换机获知端口与设备的关系后， 就会构建一个MAC地址表。
LAN交换机将通过维护MAC地址表来确定如何处理传入的数据帧。交换机通过记录与其每个端口 相连的每个设备的MAC地址来构建其MAC地址表。交换机使用MAC地址表中的信息将指向特定设备的 帧从为此设备分配的端口发送出去。
《路由和交换技术》
第一部分 交换网络
项目1-1 交换网络简介
项目1-2
基本的交换概 念和配置
项目1-3 VLAN
项目1-4 路由概念
项目1-5 VLAN间路由
项目1-6 静态路由
第一部分 交换网络
项目1-7 动态路由
项目1-8 单区域OSPF
项目1-9 DHCP
项目1-10 访问控制列表
项目1-11 网络地址转换
交换机根据源MAC地址填充MAC地址表。当交换机收到一个传入的帧，而其目的MAC地址在MAC 地址表中找不到时，交换机会将该帧转发到除作为该帧入口的端口之外的所有端口（泛洪）。当目的 设备作出响应时，交换机会将帧的源MAC地址和接收该帧的端口添加到MAC地址表中。在多台交换机 互连的网络中，MAC地址表将包含与其他交换机连接的每个端口的多个MAC地址。