模块四：主题5交换式局域网 - 中职计算机类《计算机网络基础（微课版)》（人邮教育出版社）配套课件

局域网技术 主讲人：XXX 计算机网络基础 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 1 学习提示 2 1 3 4 主题： 局域网体系结构 、 介质访问技术、 帧格式与操作、 以太网技术、 交换式局域网、 虚拟局域网、 无线局域网 网络体系结构和网络协议的概念 计算机网络的工作过程和实现（Implementation）技术 OSI参考模型、TCP/IP参考模型的比较 2 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 2 主题五：交换式局域网 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 3 学习目标 知识目标 本节目标 1. 理解交换机的工作原理。 2. 掌握交换机的数据转发方式。 了解交换机与集线器的区别。 掌握交换机之间的连接方式。 1. 通过交换机工作原理的介绍，引导学生树立自主学习的意识。 素质目标 能力目标 1. 能够借助网络模拟工具探究交换机的工作原理。 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 4 课前评估 5 1．与集线器相比，交换机能有效隔离冲突的原因是__________。 2．交换机的背板带宽决定了交换机的交换带宽，其定义是交换机接口处理器、接口卡和数据总线之间单位时间能够交换的最大数据量。背板带宽的计算方法：端口数×相应端口速率（全双工模式乘以2）。若一台交换机有24个100Mbit/s和2个1000Mbit/s端口，则其最大背板带宽是__________。 3．以太网性能的演进如图4-25所示，请写出（1）~（8）的名称。 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 5 交换机的工作原理 6 交换机工作在OSI的第二层，其主要任务是将接收到的数据帧转发至目的地，怎么实现？ 交换机在进行数据转发之前，需要做两个工作：既查源地址→收集地址信息，又查目的地址→转发数据帧 交换机在进行数据帧转发的依据是：MAC地址表，这个表中包含了目的MAC地址和数据帧应该从交换机的哪个端口进行转发的相关信息 PC1的MAC地址 PC2的MAC地址 问题：交换机是如何工作的？ 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 6 交换机的工作原理 7 问题：交换机是如何工作的？ 问题的关键是：这张地址表如何构建和维护？当然可以采用管理员手工的方式加入，但并不现实，原因是：其一工作量大，其二并非每个终端接入网络的位置是固定，最为重要的是写入这些信息需占用交换机内存的存储空间，对交换机的性能要求很高 为了解决这个问题，在交换机上采用了一种类似“守株待兔”的策略，交换机在端口上每收到一个数据帧，记录下该帧中的源MAC地址和交换机接收该帧的端口，所有站点都执行同样的操作，交换机便获知了所有站点的MAC地址了 注意到一个细节，如果MAC地址信息一直保存在交换机中，要不了多久，交换机的存储空间就会用完，后面的站点便无法接入网络，处理这个问题的方法是，当一条记录加入到交换机的MAC地址表后，设置一个老化时间，时间到了后，交换机就会删除这条记录，这样记录的加入和删除过程是一个动态过程，从而无用的MAC地址不会占用过多的存储空间，也能提高查表速度 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 7 交换机的工作原理 8 依据源MAC地址构建MAC地址表--自学习功能 依据目的MAC地址转发数据帧--转发功能 MAC表中没有目的MAC地址，执行泛洪功能 源MAC和目的MAC都在MAC地址表中，并对应同一个端口，执行过滤功能 ①终端A→终端B ②终端G→终端H ③终端B→终端A ④终端H→终端G ⑤终端E→终端H 【实例】网络结构如图所示，假定交换机初始转发表为空，给出依次进行①～⑤MAC帧传输过程时，交换机1和交换机2完成的操作及转发表变化过程 终端A MAC A 终端B MAC B 终端C MAC C 终端D MAC D 终端E MAC E 终端F MAC F 终端G MAC G 终端H MAC H 终端I MAC I 集线器 交换机1 交换机2 1 2 3 4 1 2 3 4 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 8 交换机的工作原理 9 终端A MAC A 终端B MAC B 终端C MAC C 终端D MAC D 终端E MAC E 终端F MAC F 终端G MAC G 终端H MAC H 终端I MAC I 集线器 交换机1 交换机2 1 2 3 4 1 2 3 4 ① 终端A→终端B 传输操作 交换机1转发表 交换机2转发表 MAC 地址 转发 端口 MAC 地址 转发 端口 A→B G→H B→A H→G E→H MAC A 1 4 MAC A 交换机1：记录、广播 交换机2：记录、广播 自学习和泛洪功能 MAC B 2 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 9 交换机的工作原理 10 终端A MAC A 终端B MAC B 终端C MAC C 终端D MAC D 终端E MAC E 终端F MAC F 终端G MAC G 终端H MAC H 终端I MAC I 集线器 交换机1 交换机2 1 2 3 4 1 2 3 4 ② 终端G→终端H 交换机1：记录、广播 交换机2：记录、广播 MAC G 4 MAC G 4 传输操作 交换机1转发表 交换机2转发表 MAC 地址 转发 端口 MAC 地址 转发 端口 A→B G→H B→A H→G E→H MAC A 1 4 MAC A MAC B 2 MAC H 4 MAC H 4 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 10 交换机的工作原理 11 终端A MAC A 终端B MAC B 终端C MAC C 终端D MAC D 终端E MAC E 终端F MAC F 终端G MAC G 终端H MAC H 终端I MAC I 集线器 交换机1 交换机2 1 2 3 4 1 2 3 4 ③ 终端B→终端A 交换机1：转发 交换机2：没有收到 MAC G 4 MAC G 4 传输操作 交换机1转发表 交换机2转发表 MAC 地址 转发 端口 MAC 地址 转发 端口 A→B G→H B→A H→G E→H MAC A 1 4 MAC A MAC B 2 MAC H 4 MAC H 4 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 11 交换机的工作原理 12 终端A MAC A 终端B MAC B 终端C MAC C 终端D MAC D 终端E MAC E 终端F MAC F 终端G MAC G 终端H MAC H 终端I MAC I 集线器 交换机1 交换机2 1 2 3 4 1 2 3 4 ④ 终端H→终端G 交换机1：记录、丢弃 交换机2：记录、丢弃 数据过滤功能 MAC G 4 MAC G 4 传输操作 交换机1转发表 交换机2转发表 MAC 地址 转发 端口 MAC 地址 转发 端口 A→B G→H B→A H→G E→H MAC A 1 4 MAC A MAC B 2 MAC H 4 MAC H 4 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 12 交换机的工作原理 13 终端A MAC A 终端B MAC B 终端C MAC C 终端D MAC D 终端E MAC E 终端F MAC F 终端G MAC G 终端H MAC H 终端I MAC I 集线器 交换机1 交换机2 1 2 3 4 1 2 3 4 ⑤终端E→终端H 交换机1：记录、丢弃 交换机2：记录、转发 MAC H 4 MAC H 4 MAC G 4 MAC G 4 传输操作 交换机1转发表 交换机2转发表 MAC 地址 转发 端口 MAC 地址 转发 端口 A→B G→H B→A H→G E→H MAC A 1 4 MAC A MAC B 2 MAC E 2 MAC E 4 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 13 交换机的工作原理 14 交换机1转发表 交换机2转发表 MAC地址 转发 端口 MAC地址 转发 端口 MAC A 1 MAC A 4 MAC G 4 MAC G 4 MAC B 2     MAC H 4 MAC H 4 MAC E 4 MAC E 2 交换机转发表 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 14 课堂练习 15 终端A MAC A 终端B MAC B 终端C MAC C 终端D MAC D 终端E MAC E 终端F MAC F 终端G MAC G 终端H MAC H 终端I MAC I 集线器 交换机1 交换机2 1 2 3 4 1 2 3 4 【练习】网络结构如图所示，假定交换机初始转发表为空，给出依次进行1～7的MAC帧传输过程时，交换机1和交换机2完成的操作及转发表变化过程。 传输操作 交换机1转发表 交换机2转发表 MAC 地址 转发 端口 MAC 地址 转发 端口 A→C A 1 A 4 C 3 H→I H 4 H 4 I 4 I 4 B→A B 2 H→G G 4 G 4 C→A F→H F 3 C→E C 4 E 2 1、终端A→终端C 2、终端H→终端I 3、终端B→终端A 4、终端H→终端G 5、终端C→终端A 6、终端F→终端H 7、终端C→终端E 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 15 交换机数据转发方式 16 直通交换 转发方式 转发前读取的字节数 通信延时 丢弃错误帧 直通交换 6字节 最短 无 存储转发交换 全部 最长 全部 免碎片交换 64字节 短 只丢弃残帧 交换机 缓冲区 存储转发交换 免碎片交换 三种交换方式的比较 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 16 交换机与集线器的区别 17 工作模型层次不一样（数据链路层-物理层） 数据传输方式不一样（广播-定向） 带宽占用方式不一样（独占-共享） 数据传输模式不一样（全双工-半双工） 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 17 交换机的连接方式 18 级联（使用网线） 比较项目 级联 堆叠 连接方式不同 连接端口，增加端口 连接背板，增加带宽 通用性不同 兼容不同厂家设备 相同厂家设备之间 连接距离不同 扩展信号传输距离 在有限的距离内 堆叠（使用专用电缆） 级联和堆叠的区别 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 18 课堂练习 19 一、填空题 1.交换式局域网的核心设备是__________。 2.以太网交换机的数据转发方式可以分为__________、__________和__________。 二、选择题 1.交换式局域网增加带宽的方法是在交换机端口节点之间建立( )。 A.并发连接 B.点-点连接 C.物理连接 D.数据连接 2.以太网交换机中的端口/MAC 地址映射表( )。 A.是由交换机的生产厂商建立的 B.是交换机在数据转发过程中通过学习动态建立的 C.是由网络管理员建立的 D.是由网络用户利用特殊的命令建立的 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 19 课堂练习 20 3.在交换式以太网中，( )是正确的。 A.连接于两个端口的两台计算机同时发送，仍会发生冲突 B.计算机的发送和接收仍采用 CSMA/CD 方式 C.当交换机的端口数增多时，交换机的系统总吞吐量下降 D.交换式以太网消除信息传输的回路 三、判断题 1.在直通交换方式中，交换机边接收边检测。 （ ） 2.提供堆叠接口的交换机之间可以通过公用的堆叠线连接起来，扩大级联带宽。（ ） 3.集线器只能采用半双工通信的方式进行传输，而交换机则采用全双工通信的方式来传输数据。 （ ） 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 20 课堂练习 21 1.交换机依据（ ）MAC 地址构建MAC表，依据 （ ）MAC地址转发数据帧 。 2.交换机的连接方式有（ ）、 （ ）。 3.集线器在OSI参考模型中属于（ ）设备，而交换机属于（ ）设备。 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 1、源 目的 2、直通交换 存储转发交换 无碎片交换 3、级联 堆叠 21 谢谢！ 感谢您下载平台上提供的PPT作品，为了您和以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ ibaotu.com 22 $$