3.3 二层交换机的基本配置（课件）-高一《计算机网络技术基础》同步教学课件 （电工版·第5版）

计算机网络技术基础（第5版） 任务3.3二层交换机的基本配置 （第12课时） 工作单元3 组建小型办公网络 3.3二层交换机的基本配置 3.3.1二层交换机的功能和工作原理 3.3.2网络设备的组成结构 3.3.3网络设备的连接访问方式 目 录 3.3.1二层交换机的功能和工作原理 二层交换机的功能和工作原理 3.3.1 在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。集线器（HUB）就是一种共享设备，本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据帧在以集线器为中心节点的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据帧的地址信息来确定是否接收。在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧。 二层交换机的功能和工作原理 3.3.1 二层交换机工作于OSI参考模型的数据链路层，它可以识别数据帧中的MAC地址信息，并将MAC地址与其对应的接口记录在自己内部的MAC地址表中。二层交换机拥有一条很高带宽的背板总线和内部交换矩阵，所有接口都挂接在背板总线上。控制电路在收到数据帧后，会查找内存中的MAC地址表，并通过内部交换矩阵迅速将数据帧传送到目的接口。 二层交换机的功能和工作原理 3.3.1 其具体的工作流程为： 当二层交换机从某个接口收到一个数据帧，将先读取数据帧头中的源MAC地址，这样就可知道源MAC地址的计算机连接在哪个接口。 二层交换机读取数据帧头中的目的MAC地址，并在MAC地址表中查找该MAC地址对应的接口。 若MAC地址表中有对应的接口，则交换机将把数据帧转发到该接口。 若MAC地址表中找不到相应的接口，则交换机将把数据帧广播到所有接口，当目的计算机对源计算机回应时，交换机就可以知道其对应的接口，在下次传送数据时就不需要对所有接口进行广播了。 二层交换机的功能和工作原理 3.3.1 　　通过对二层交换机工作流程的分析不难看出，二层交换机的每一个接口是一个冲突域，不同的接口属于不同的冲突域。因此二层交换机在同一时刻可进行多个接口对之间的数据传输，连接在每一接口上的设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用，同时由于交换机连接的每个冲突域的数据信息不会在其它接口上广播，也提高了数据的安全性。二层交换机采用全硬件结构，提供了足够的缓冲器并通过流量控制来消除拥塞，具有转发延迟小的特点。当然由于二层交换机只提供最基本的二层数据转发功能，目前一般应用于小型局域网或大中型局域网的接入层。 3.3.2网络设备的组成结构 网络设备的组成结构 3.3.2 　　交换机、路由器等网络设备的组成结构与计算机类似，由硬件和软件两部分组成。其软件部分主要包括操作系统（如Cisco IOS）和配置文件，硬件部分主要包含CPU、存储介质和接口。网络设备的CPU主要负责执行操作系统指令，如系统初始化、路由和交换功能等。网络设备的存储介质主要有ROM（Read-Only Memory，只读储存设备）、DRAM（动态随机存储器）、Flash（闪存）和NVRAM（非易失性随机存储器）。 网络设备的组成结构 3.3.2 1. ROM 　　ROM相当于PC中的BIOS，Cisco设备使用ROM来存储bootstrap指令、基本诊断软件和精简版IOS。ROM使用的是固件，即内嵌于集成电路中的一般不需要修改或升级的软件。如果网络设备断电或重新启动，ROM中的内容不会丢失。 2. DRAM 　　DRAM是一种可读写存储器，相当于PC的内存，其内容在设备断电或重新启动时将完全丢失。DRAM用于存储CPU所需执行的指令和数据，主要包括操作系统、运行配置文件、ARP缓存、数据包缓冲区等组件。 网络设备的组成结构 3.3.2 3. Flash（闪存） 　　Flash是一种可擦写、可编程的ROM，相当于PC中的硬盘，其内容在设备断电或重新启动时不会丢失。在大多数Cisco设备中，操作系统是永久性存储在Flash中的，在启动过程中才复制到DRAM，然后由CPU执行。 4. NVRAM 　　NVRAM是用来存储启动配置文件（startup-config）的永久性存储器，其内容在设备断电或重新启动时也不会丢失。通常对网络设备的配置将存储于DRAM中的running-config文件，若要保存这些配置以防止网络设备断电或重新启动，则必须将running-config文件复制到NVRAM，保存为startup-config文件。 3.3.3网络设备的连接访问方式 网络设备的连接访问方式 3.3.3 网络设备的连接访问方式主要包括本地控制台登录方式和远程配置方式。 1. 本地控制台登录方式 　　通常网络设备上都提供了一个专门用于管理的接口（Console接口），可使用专用线缆将其连接到计算机串行口，然后即可利用