第1章交換機的結構與基本功能

1、本章提要：本章提要：交換機用做網絡集中設備，其端口連接網絡中的主機。在轉發(fā)數據幀時，端口帶寬能夠獨享。交換機按其工作在OSI參考模型的對應層次，有第二層、第三層和第四層交換機?？晒芾淼慕粨Q機內置了操作系統(tǒng)軟件。第二層交換機采用幀交換轉發(fā)數據，幀交換方式有三種，分別為存儲轉發(fā)、伺機通過和自由分段。使用備份連接是提高網絡可靠性的常用方法，但所形成的環(huán)路可能會導致廣播風暴和引起多幀副本問題。STP協(xié)議的應用則可消除環(huán)路問題，使冗余備份得以實現

2、。1.11.1交換機的作用與組成交換機的作用與組成在以太網絡中，交換機起的是信息中轉站的作用。它把從某個端口接收到的數據從其他端口轉發(fā)出去。以下介紹交換機的外觀與內部組成。不同廠家、不同型號的以太網交換機，其外觀和內部組成都有一定的個性差異，但其共性是主要的。1.交換機的外觀前面板上的多個RJ45接口是以太網口，用來連接計算機或其他交換機。后面板或前面板上的串口是交換機的配置口，用串口線纜將其與計算機的串口連接起來，可實現對交換機的配置

3、操作。也有的交換機的配置口位于前面板上。面板上有若干指示燈，其亮、滅或閃爍可以反映交換機的工作狀態(tài)是否正常。此外還有電源插口、電源開關等?？缮蠙C架（柜）式交換機的標準長度為48.26cm(19in)。如圖1.1所示的是CiscoCatalyst3550和CiscoCatalyst2900交換機的外觀圖。2.交換機的內部組成交換機的內部組成為：CPU(中央處理器)：交換機使用特殊用途集成電路芯片ASIC，以實現高速的數據傳輸。RAMDRA

4、M：主存儲器，存儲運行配置。NVRAM（非易失性RAM）：存儲備份配置文件等。根據OSI參考模型，每一層都使用相應的協(xié)議實現特定的功能，完成數據交換。高層數據邏輯地在源主機與目標主機對應層之間進行傳輸，屏蔽下層的細節(jié)。而數據實際的傳輸過程則是：發(fā)送端，高層數據經過下面各層，依次被各層進行封裝，最后通過物理層完成到達接收端的比特流的傳輸。交換機可以工作在第二、第三、第四層，對應的技術稱為第二層、第三層和第四層交換技術，第二層交換機是目前使

5、用最多的交換機。本書主要介紹第二層交換技術和第二層交換機。如無特別說明，以下提到的交換機均指第二層交換機。1.2.21.2.2交換機的簡單分類交換機的簡單分類這里只對以太網交換機按配置是否可以改變或者按在OSI參考模型中的對應層次來進行簡單的分類。1.模塊式與固定配置式按交換機的配置可否改變，可把交換機分為模塊式和固定配置式。模塊式模塊式交換機的模塊可以拔插，模塊通常是100Mbs或1000Mbs光纖接口模塊，或1000MbsRJ45接

6、口模塊，或者是堆疊模塊。交換機上則有相應的插槽。使用時，模塊插入插槽之中。模塊式交換機配置靈活，模塊可按需要購買。一般說來，模塊式交換機的檔次較高，模塊插槽結構可最大程度地保護用戶的投資。固定配置式固定配置式交換機的接口固定，硬件不可升級。2.第二層、第三層與第四層交換機前面已提過，按交換機工作在OSI參考模型的相應層次，交換機可分為三個層次的交換機，其中大量商品化的是第二層和第三層交換機。第二層交換機第二層交換機工作在OSI參考模型的

7、第二層，它的每個端口擁有自己的沖突域。如果該二層交換機具有虛擬局域網(VLAN）功能，則每一個VLAN成為一個廣播域。第二層交換機采用三種方式轉發(fā)數據幀：直通（CutThrough）、存儲－轉發(fā)（SteFward)和自由分段（FragmentFree）。第三層交換機第三層交換機根據目的IP地址轉發(fā)數據報，與后面要討論的路由器一樣，它也必須創(chuàng)建和動態(tài)維護路由表。但是，第三層交換機能做到“一次路由，多次交換”。即是說，第三層交換機能夠把