交换与虚拟局域网

第四章 交换与虚拟局域网学习本章应掌握： 1. 交换机以太网的特点2. 以太网交换机的工作过程和数据传输方式3. 以太网交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议4. VLAN 的组网方法和特点§ 4.1 交换式以太网的提出 引入：以太网变得越来越拥塞和不堪重负。这一方面是由于网络应用和网络用户的迅速增长，另一方面那么是由于快速 CPU 及快速网络操作系统的出现。现在，处于同一个以太网上的两个工作站就很容易使网络饱和。为了提高局域网的效率，交换技术应运而生了。共享式以太网存在的问题 传统的共享式以太网是最简单、最廉价、最常用的一种组网方式。但是，在网络应用和组网过程中，共享式以太网暴露出它的缺点,主要有以下几个方面: 〔1〕覆盖的地理范围有限。 根据 CSMA/CD 的有关规定，以太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小。只要两个节点处于同一个以太网中，它们之间的最大距离就不能超过这一固定值，不管他们之间的连接跨越一个集线器还是多个集线器。假如超过这个值，网络通信就会出现问题。 〔2〕网络总带宽容量固定。 传统的以太网是共享式的以太局域网。网络上的所有节点共享同一传输介质。在一个节点使用传输介质的过程中，另一节点必须等待。 共享式以太网的固定带宽容量被网络上的所有节点共同拥有，随机占用。网络中的节点越多，每个节点平均可以使用的带宽越窄，网络的响应速度也会越慢。 举例：对于一个使用 100BASE-TX 技术的 100Mb/s 以太网，假如连接 10 个节点，那么每个节点平均带宽发送节点竞争共享介质的过程中，冲突和碰撞是不可防止的。冲突和碰撞会造成发送节点随机延迟和重发，进而浪费网络带宽。随着网络中节点数的增加，冲突和碰撞必定加大，相应的带宽浪费也会越大。 〔3〕不能支持多种速率。 网络应用是多种多样的，不同速率的混合型组网不但有其存在的客观要求，而且也可以提高组网的传输速率，否那么一个设备发送的信息，另一个设备不可能收到。单一的共享式以太网不可能提供多种速率的设备支持。 交换的提出 一、"分段"的概念的提出 通常，人们利用的方法解决共享以太网存在的问题。 分段----就是将一个大型的以太网分割成两个或多个小型的以太网，每个段〔分割后的每个小以太网〕使用 CSMA/CD 介质访问控制方法维持段内用户的通信。段与段之间通过一种"交换"设备进行沟通。这种交换设备可以将在一段接收到的信息，经过简单的处理转发给另一段。 二、举例：对一个较...