交换式局域网的工作原理

2008-7-22 17:18:07 8379

0 交换式局域网的工作原理交换式以太网 tify; mso-line-spacing: '100 50="50" 0'"> 以网络交换机为主干的以太网拓扑仍为星形结构（总线/HUB→LAN_SWITCH） ?为何要使用网络交换机？以太网——共享介质网络共享介质网络中站点数的增加将导致LAN的性能降低，相当于多个子信道分享通信线路。解决：网络分段(减少站点数)→网络交换 ◆总线网络或基于集线器的网络：网络总带宽=10Mbps，n个站点共享，每站点平均带宽10/n Mbps； ◆基于网络交换机的网络：允许多个信道同时传输信息，不受CSMA/CD的限制，网络总带宽=（n/2～n）10Mbps，每个连接的带宽为10Mbps 使用交换机后，可建立多个并发的通信。例如： 8个端口可建立4个并发通信，总带宽 = (8/2)10Mbps = 40 Mbps 在访问服务器的流量非常大的网络中，可在交换机上设置1-2个高速端口(100Mbps/1Gbps)，把服务器与该高速端口相连，便可大大提高服务器访问的速度。这种连接服务器的方法又称为Big-Pipe。交换机的两种用法(以10Mbps网络交换机为例)： (1) 端口下接站点：站点独占10Mbps带宽 (2) 端口下接网段：网段中所有站点共享10Mbps带宽 1 1990年，交换以太网技术出现，它是能同时提供多条传输路径的以太网技术，这标志着以太网技术进入了交换时代。该技术显著地提高了网络的整体带宽。 1 1993年，全双工以太网技术诞生，改变了原来的以太网半双工的工作模式。使得以太的传输速度提高一倍，同时也彻底解决了断口的信道竞争。 1 用硬件实现网桥的大部分功能 & 隔离冲突域 & 向不同网络扩散/转发数据帧 & 通过对源地址的学习建立MAC地址表 &抑制广播风暴 1 以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备，它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。 1 传统交换机从网桥发展而来，属于OSI第二层即数据链路层设备。它根据MAC地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。 1 交换机最大的好处是快速。由于交换机只须识别帧中MAC地址，直接根据MAC地址产生选择转发端口算法简单，便于实现，故转发速度极高。 1 交换机的结构在不断的发展和改进，有软件交换结构、矩阵交换结构、总线交换结构和存储器交换结构等类型 1交换以太网的工作基础是网桥。可以把交换机理解为多端口的网桥。 1 以太网交换技术为终端用户提供了专用点对点连接，把传统的以太网一次只能为一个用户服务的独占式网络结构，转变成一个并行处理系统。以太网交换技术为每个用户提供了一条交换通道，把他们连接到一个高速背板总线上，使所有连接在交换以太网上的设备均可获得10Mb/s或100Mb/s。全双工以太网技术 1 传统以太网的节点在传送数据时必须同时监听碰撞信号。故只能以半双工方式通信。 1 采用交换机连接网络之后，交换机的每个断口可以只连接一个工作站。交换机的端口和工作站都分别使一以对线路进行发送，而从另一对线路上接受，这样就不会再产生碰撞，不再需要发送帧的同时侦听碰撞信号，因而能够使用全双工方式进行通信。 1 全双工以太网比传统以太网的数据传输率提高一倍。 1 全双工以太网拓宽了以太网的覆盖范围。 0
2008-7-22 17:18:07　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 局域网通讯工作原理局域网的基本原理 2971 • 局域网交换技术(Cisco Catalyst) 37 • 交换式电源IC TLV61220的工作原理及应用 1647 • 交换式网络的原理是什么？ 943 • 局域网,局域网技术原理 1828 • 虚拟局域网什么意思_虚拟局域网有什么特点_如何组建虚拟局域网 25071 • 局域网(LAN),局域网(LAN)是什么意思 13950 • 个人局域网,个人局域网是什么意思 6318 • 局域网的类型/局域网互连设备 1891 • 局域网仿真,局域网仿真是什么意思 1483 2 个讨论

0 定义：网桥（bridge）是工作在数据链路层的一种网络互连设备，它在互连的LAN之间实现帧的存储和转发。 n为什么使用桥？ n学校和企业的各个部门分别拥有自己独立管理的LAN，为了进行交互，需要使用桥来实现互连； n一个企业分布在相隔很远的不同建筑物内，在每个建筑物内组建单独的LAN，并使用桥将这些LAN连接起来，是比较经济的方案；将一个负载很重的大LAN分隔成使用网桥互连的几个LAN以减轻负担； LAN上的两台机器其距离超过2500米，必须使用网桥将这个 LAN 分隔以保证网络的正常工作； n网桥可以互连不同类型的LAN； n网桥可以隔离负载，防止出故障的站点损害全网； n网桥可以有助于安全保密。 n连接k个不同LAN的网桥具有k个MAC子层和k个物理层。连接 802.X和 802.Y的网桥 n互连时需要解决的相同问题 n不同LAN帧格式的转换； n Fig. 4-36 n不同的LAN速率不同，网桥要有缓存能力； n高层协议的计时器设置； n不同的LAN支持的最大帧长度不同，分别为1500，8191，5000。解决办法：丢弃无法转发的帧。 n三种不同的LAN互连共有九种组合 n Fig. 4-37 n动作 n格式转换和重新计算校验和 n变换位的顺序 n复制优先级 n产生一个虚拟的优先级 n放弃优先级 n把环排空 n设置A/C位 n解决速率快慢问题 n处理帧太长的问题透明网桥/生成树网桥 n工作原理： n网桥工作在混杂（promiscuous）方式，接收所有的帧； n网桥接收到一帧后，通过查询地址/端口对应表来确定是丢弃还是转发； n网桥刚启动时，地址/端口对应表为空，采用洪泛（flooding）方法转发帧； n在转发过程中采用逆向学习（backward learning）算法收集MAC地址。网桥通过分析帧的源MAC地址得到MAC地址与端口的对应关系，并写入地址/端口对应表； n网桥软件对地址/端口对应表进行不断的更新，并定时检查，删除在一段时间内没有更新的地址/端口项； n帧的路由过程 n目的LAN与源LAN相同，则丢弃帧； n目的LAN与源LAN不同，则转发帧； n目的LAN未知，则洪泛帧，并逆向学习。 n多个网桥（并行网桥）可能产生回路 n Fig. 4-39 n解决多个网桥产生回路的问题 n思想 n让网桥之间互相通信，用一棵连接每个LAN的生成树（Spanning Tree）覆盖实际的拓扑结构。 n Fig. 4-40 n n构造生成树 n每个桥广播自己的桥编号，号最小的桥称为生成树的根； n每个网桥计算自己到根的最短路径，构造出生成树，使得每个LAN和桥到根的路径最短； n当某个LAN或网桥发生故障时，要重新计算生成树； n生成树构造完后，算法继续执行以便自动发现拓扑结构变化，更新生成树。 n 　　　　　源路由网桥 nCSMA/CD和Token Bus选择了透明网桥，Token Ring选择了源路由网桥 n源路由网桥的原理 n帧的发送者知道目的主机是否在自己的LAN内； n如果不在，在发出的帧头内构造一个准确的路由序列，包含要经过的网桥、LAN的编号。并将发出的帧的源地址的最高位置1； n例：Fig. 4-38中A到D的路由为：（L1，B1，L2，B2，L3） n每个LAN有一个12位的编号，每个网桥有一个4位的编号； n网桥只接收源地址的最高位为1的帧，判定是转发还是丢弃； n源路由的产生：每个站点通过广播“发现帧”（discovery frame）来获得到各个站点的最佳路由。 n若目的地址未知，源站发送“发现帧”，每个网桥收到后广播，目的站收到后发应答帧，该帧经过网桥时被加上网桥的标识，源站收到后就知道了到目的站的最佳路由。 n优点 n对带宽进行最优的使用。 n缺点 n网桥的插入对于网络是不透明的，需要人工干预。站点要知道网络的拓扑结构。

2008-7-22 17:23:24 评论举报 1^# 电子工程师