高二高教版《计算机网络》 5．3交换机教案

课题 5．3交换机 教学 目标 知识目标 了解网桥、交换机的作用，掌握交换技术 能力目标 培养学生的分析问题的能力 德育目标 爱科学教育 教学方法 教师讲解、演示、提问 教学重点 网桥和交换机的应用 教学难点 虚拟网 教学过程 教学内容 一、复习提问 二、新授教学 三、巩固练习 四、课堂小结 五、布置作业 1、集线器有独立集线器和（ ）。 2、按可管理性分类，集线器可分为（ ）、（ ）。 3、集线器的堆叠口有UP和（ ）。 4、集线器的级联方法有哪些？ 5．3交换机 一. 网桥的作用与交换机的出现 1、网桥（Bridge）也称桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备，用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。网桥是数据链路层的连接设备，是为各种局域网存储转发数据而设计的，它对节点用户是透明的，节点在其报文通过网桥时，并不知道网桥的存在。相对于集线器而言，网桥是比较复杂的网络设备，两个网段分别连接到网桥的两个端口时，各网段中的广播信号并不会越过网桥，只有标明了发送给另一个网段的信号，才会通过网桥。后来，出现了多口网桥（如90年代初采用较多的美国Starbridge 8口智能网桥产品），每一个端口可以连接一个网段。 2、交换机的出现 多口网桥虽然很好，但由于网桥技术比较复杂，多口网桥造价很高。1993年，局域网交换设备出现, 交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发，而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与多口网桥不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。 集线器是共享带宽，而交换机是各端口独享带宽。 二. 三种交换技术 （1）端口交换 （2）帧交换：有直通交换和存储转发两种处理方式。 （3）信元交换 三. 局域网交换机的种类 （1）按传输介质和传输速率划分 按照传输介质和传输速率，交换机可分为以太网交换机、千兆以太网交换机、 FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等多种。 （2）按应用领域划分 按照应用领域，交换机可分为工作组交换机、部门级交换机和企业级交换机。 四．局域网交换机的选择 局域网交换机最主要的指标是端口的配置、数据交换能力、包交换速度等因素。 在选择交换机时要注意： 外形尺寸、可管理性、端口带宽及类型以及系统的扩展能力、主干线连接手段、 交换机总交换能力、是否需要路由选择能力、是否需要热切换能力、是否需要容错能力、能否与现有设备兼容等因素。 五．交换机应用中几个值得注意的问题 （1）交换机网络中的瓶颈问题 （2）网络中的广播帧 （3）虚拟网的划分 虚拟网是指在物理网络基础架构上，利用交换机和路由器的功能，配置网络的逻辑拓扑结构，从而允许网络管理员任意地将一个局域网内的任何数量网段聚合成一个用户组，就好像它们是一个单独的局域网。 通常虚拟网的实现形式有三种： 1）静态端口分配 2）动态端口分配 3）多虚拟网端口配置 六．三层交换机 （1）.三层交换机的工作原理 三层交换是相对于传统的交换概念而提出的。传统的交换技术是在OSI网络参考模型中的第二层（即数据链路层）进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层(网络层)实现了数据包的高速转发，可以简单地将三层交换机理解为由一台路由器和一台二层交换机构成。 （2）.三层交换机的用途 1）．用于网络骨干 2）．用于连接子网 （3）三层交换机的优点 1、高可扩充性 三层交换机在连接多个子网时，子网只是与第三层交换模块建立逻辑连接，不像传统外接路由器那样需要增加端口，从而保护了用户对校园网、城域教育网的投资。并满足学校3~5年网络应用快速增长的需要。 2、高性价比 三层交换机具有连接大型网络的能力，功能基本上可以取代某些传统路由器，但是价格却接近二层交换机。现在一台百兆三层交换机的价格只有几万元，与高端的二层交换机的价格差不多。 3、内置安全机制 三层交换机可以与普通路由器一样，具有访问列表的功能，可以实现不同VLAN间的单向或双向通讯。如果在访问列表中进行设置，可以限制用户访问特定的IP地址，这样学校就可以禁止学生访问不健康的站点。 访问列表不仅可以用于禁止内部用户访问某些站点，也可以用于防止校园网、城域教育网外部的非法用户访问校园网、城域教育网内部的网络资源，从而提高网络的安全。 4、适合多媒体传输 教育网经常需要传输多媒体信息，这是教育网的一个特色。三层交换机具有QoS（服务质量）的控制功能，可以给不同的应用程序分配不同的带宽。 另外，视频点播（VOD）也是教育网中经常使用的业务。但是由于有些视频点播系统使用广播来传输，而广播包是不能实现跨网段的，这样VOD就不能实现