计算机网络 5.6网桥与交换机

第六节 网桥与交换机

一、认识网桥

1.功能：连接两个具有相同或相似的网络结构的网络，解决网络之间距离太远问题，提高网络可靠性，还可以起过滤帧的作用而提高网络的性能。

2.适用场合：同构网。

3.特点：

①主要用于连接两个本地局域网。

②以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现网络之间的通信。

③用网桥连接的两个局域网，网间通信通过网桥传送，而网络内部的通信则被网桥隔离。

④可以通过硬件或软件实现。

⑤网桥能对帧进行转发过滤和协议转换。

⑥一个广播域、多个冲突域。

二、认识交换机

1.功能：在网桥的基础上，增加了网络互联功能，可以经济地将网络分成小的冲突域，为每个工作站提供更高的带宽。

2.优点：管理开销低廉，简化了网络节点扩充、移动和网络变化时的操作。

3.特点：

①交换机是星形拓扑结构的中心节点。

②同一时刻可建立多个端口之间点对点的并发连接。

③通过交换机过滤和转发，可有效隔离广播风暴，减少错误包的出现，避免共享冲突。

④协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况下直接安装在多协议网络中。

⑤交换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡，不必进行高层的硬件升级。

⑥采用MAC地址进行端口间的数据帧转换。

三、交换技术

1.端口交换：用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。

2.帧交换：通过对传统传输介质进行微分段，提供并行传送的机制减小冲突域，获得高宽带。

地位；应用最广的局域网交换技术。

分类：直通交换（出错较多）、存储转发（发展重点）。

3.信元交换：对网络帧进行分解成53B的信元，而便于用硬件处理，能够完成高级控制功能。

四、交换机分类

1.按传输介质和传输速率划分：以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、万兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌交换机等。

2.按应用领域划分：工作组交换机、部门级交换机、企业级交换机。

五、交换机应用问题

1.瓶颈问题

描述：当网络中多台工作站同时访问服务器容易形成服务器瓶颈。

解决方法：①在交换机中设计了一个或多个高速端口；②设计多台服务器或追加多个网卡。

2.广播帧问题

描述：交换机支持一定数目的MAC地址，并记忆端口连接情况，如果连接点数超过规定数，交换机接收到一个网络帧时，其目的站的MAC地址不存在于该交换机端口的MAC地 址表中，那么该帧会以广播方式向交换机的其他端口发送。

解决方法：使用虚拟局域网。

3.虚拟局域网

描述：在交换式局域网的基础上，结合网络软件建立起的一个可跨接不同物理局域网、不同类型网段的各站点的逻辑局域网，可防止广播风暴。

实现形式：①静态端口分配；②动态虚拟局域网。

六、三层交换机

1.功能：具有交换机的性能同时，还由路由缓存实现了路由记忆功能和数据包快速转发功能。

2.所属层次：网络层。

3.用途：①用于连接骨干网络；②用于连接子网。

4.优点：①高可扩充性；②内置安全机制；③适合多媒体传输；④计费功能。

【知识扩展1】计算机化交换机（CBX）：

【知识扩展2】用户级交换机（PBX）：