交换机主要技术参数分析与选型

《网络工程设计》课程设计论文

学院计算机与通信工程专业

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课程成绩完成日期2

课程设计成绩评定

学院计算机与通信工程专业网络工程班级学号2

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课程设计任务书计算机与通信工程学院网络工程专业

交换机的主要技术参数分析与选型

学生姓名：指导教师：

摘要：在局域网中交换机是一个重要的网络设备,其工作状态的好坏直接决定整个网络的性能和效率。如何选择一个高性价比的交换机一直是网络系统集成商和网络用户在构建网络时首先需要考虑的问题。通过分析交换机吞吐率、交换方式、背板带宽等技术参数，结合交换机在网络中的具体应用，分析总结出核心层交换机的选型和汇聚层交换机选型的标准。

关键字：交换机；技术参数；选型；配置

目录

1 引言 (3)

1.1 交换机的工作原理 (3)

1.2 交换机的功能 (4)

1.3 交换机的分类 (5)

2 交换机的参考标准和选型 (6)

2.1 交换机的主要技术参数 (6)

2.2 不同网络部分的交换机的选型 (9)

3 网络环境中交换机的配置仿真 (12)

3.1 Cisco 2950交换机的基本配置 (12)

3.2 VLAN T runking和VLAN配置 (13)

3.3 H3C交换机VLAN的基本配置 (16)

4 结束语 (18)

参考文献 (19)

附录 (20)

1 引言

在以太网络中，交换机起的是信息中转站的作用。它把从某个端口接收到的数据从其他端口转发出去。以下介绍交换机的技术参数与选型。不同厂家、不同型号的以太网交换机，其外观和内部组成都有一定的个性差异，但其共性是主要的。交换机在转发数据帧时，端口带宽能够独享。交换机按其工作在OSI参考模型的对应层次，有第二层、第三层和第四层交换机。可管理的交换机内置了操作系统软件。第二层交换机采用帧交换转发数据，帧交换方式有三种，分别为存储转发、伺机通过和自由分段。

1.1 交换机的工作原理

二层交换机原理

二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。具体的工作流程如下：

（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；

（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；

（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；

（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。

三层交换机的原理

在第三层交换机中，与路由器有关的第三层路由硬件模块插接在高速背板/总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的其他模块间高速地交换数据，从而突破了传统的外

接路由器接口速率的限制(10Mbit/s---100Mbit/s)。在软件方面，第三层交换机将传统的基于软件的路由器重新进行了界定：

(1)．数据封包的转发：如IP/IPX 封包的转发，这些有规律的过程通过硬件高速实现；

(2)．第三层路由软件：如路由信息的更新、路由表维护、路由计算、路由的确定等功能，用优化、高效的软件实现。

设有两个IP 协议站点，通过第三层交换机进行通信的过程为：站点A 在开始发送时，已知目的站B的IP 地址，但不知道它在局域网上发送所需要的MAC 地址，则需要采用ARP来确定B的MAC 地址。A把自己的IP 地址与B的IP 地址比较，通过子网掩码提取出网络地址判断B是否与自己在同一子网内。若在同一子网内，A 广播一个ARP 请求，B 返回其MAC 地址，A 得到B 的MAC 地址后将这一地址缓存起来，并用此MAC 地址封包转发数据，第二层交换模块查找MAC 地址表确定数据包的目的端口。若两个站点不在同一子网内，则A 要向"缺省网关"发出ARP封包，而"缺省网关"的IP 地址已经在系统软件中设置，这个IP 地址实际上对应第三层交换机的第三层交换模块。当A 对"缺省网关"的IP 地址广播出一个ARP 请求时，若第三层交换模块在以往的通信过程中已得到B 的MAC 地址，则向发送站A 回复B 的MAC 地址；否则第三层交换模块根据路由信息向目的站广播一个ARP 请求，B 得到此ARP 请求后向第三层交换模块回复其MAC 地址，第三层交换模块保存此地址并回复给发送站A 。以后，当再进行A 与B 之间数据包转发时，将用最终的目的站点的MAC 地址封包，数据转发过程全部交给第二层交换处理，信息得以高速交换

1.2 交换机的功能

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。

学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。

消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的