交换机软件转发

交换机的交换方法

一、概述 1993年，局域网交换设备出现，1994年，国内掀起了交换网络技术的热潮。

其实，交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作。

与桥接器一样，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。

与桥接器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。

交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。

现在已有以太网、快速以太网、FDDI和ATM技术的交换产品。

类似传统的桥接器，交换机提供了许多网络互联功能。

交换机能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。

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；交换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡，不必作高层的硬件升级；交换机对工作站是透明的，这样管理开销低廉，简化了网络节点的增加、移动和网络变化的操作。

利用专门设计的集成电路可使交换机以线路速率在所有的端口并行转发信息，提供了比传统桥接器高得多的操作性能。

如理论上单个以太网端口对含有64个八进制数的数据包，可提供14880bps的传输速率。

这意味着一台具有12个端口、支持6道并行数据流的“线路速率”以太网交换器必须提供89280bps的总体吞吐率（6道信息流X14880bps/道信息流）。

专用集成电路技术使得交换器在更多端口的情况下以上述性能运行，其端口造价低于传统型桥接器。

二、三种交换技术 1.端口交换端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段（每条网段为一个广播域），不用网桥或路由连接，网络之间是互不相通的。

以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，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。

根据支持的程度，端口交换还可细分为： ·模块交换：将整个模块进行网段迁移。

·端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。

·端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。

这种交换技术是基于OSI第一层上完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点。

如果配置得当，那么还可以在一定程度进行客错，但没有改变共享传输介质的特点，自而未能称之为真正的交换。

2.帧交换帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。

一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下几种： ·直通交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。

·存储转发：通过对网络帧的读取进行验错和控制。

前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级的控制，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。

因此，各厂商把后一种技术作为重点。

有的厂商甚至对网络帧进行分解，将帧分解成固定大小的信元，该信元处理极易用硬件实现，处理速度快，同时能够完成高级控制功能（如美国MADGE公司的LET集线器）如优先级控制。

3.信元交换 ATM技术代表了网络和通讯技术发展的未来方向，也是解决目前网络通信中众多难题的一剂“良药”，ATM采用固定长度53个字节的信元交换。

由于长度固定，因而便于用硬件实现。

ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。

ATM还容许在源节点和目标、节点建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。

ATM采用了统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道的利用率。

ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数Gb的传输能力。

三、局域网交换机的种类和选择局域网交换机根据使用的网络技术可以分为： ·以大网交换机； ·令牌环交换机； ·FDDI交换机； ·ATM交换机； ·快速以太网交换机等。

如果按交换机应用领域来划分，可分为： ·台式交换机； ·工作组交换机； ·主干交换机； ·企业交换机； ·分段交换机； ·端口交换机； ·网络交换机等。

局域网交换机是组成网络系统的核心设备。

对用户而言，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。

因此，在选择交换机时要注意以下事项：（1）交换端口的数量；（2）交换端口的类型；（3）系统的扩充能力；（4）主干线连接手段；（5）交换机总交换能力；（6）是否需要路由选择能力；（7）是否需要热切换能力；（8）是否需要容错能力；（9）能否与现有设备兼容，顺利衔接；（10）网络管理能力。

交换机的功能

首先说HUB，也就是集线器。

它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。

而交换机（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。

但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。

这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。

而路由器与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。

路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。

路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。

总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面： (1)工作层次不同最初的的交换机是工作在OSI/RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。

由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。

(2)数据转发所依据的对象不同交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。

而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。

IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。

MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。

而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。

(3)传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。

连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。

虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。

(4)路由器提供了防火墙的服务路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。

交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。

路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。

他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。

这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。

相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。

目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL，因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。

现在购买的ADSL猫大多具有路由功能（很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了，因为电信安装时大多是不启用路由功能的，启用DHCP。

打开ADSL的路由功能），如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了，如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。

考虑到如今集线器与交换机的价格相差十分小，不是特殊的原因，请购买一个交换机。

不必去追求高价，因为如今产品同质化十分严重，我最便宜的交换机现在没有任何问题。

给你一个参考报价，建议你购买一个8口的，以满足扩充需求，一般的价格100元左右。

接上交换机，所有电脑再接到交换机上就行了。

余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口，将猫的网线插入uplink接口。

然后设置路由功能，DHCP等，就可以共享上网了。

看完以上的解说读者应该对交换机、集线器、路由器有了一些了解，目前的使用主要还是以交换机、路由器的组合使用为主，具体的组合方式可根据具体的网络情况和需求来确定

两台不同网段的设备连接到交换机上时,交换机会转发数据么？

交换机上存储的是MAC地址表，内容是MAC地址和交换机端口的对应关系。

具体是不是同一网段，交换机是不关心的。

针对你的问题，交换机肯定会转发的，转发的内容是 ARP请求数据包，当第一次通讯的时候，在不知道对方MAC地址的时候，是以广播的形式发出去的，也就是你说的泛洪

交换机是否可以做端口映射

端口映射，通常指的是服务的透传，用户访问一个没有相应服务的IP，然后拥有该IP的设备将此服务访问请求，转发给相应的服务器去处理，这操作发生在OSI模型的三层和四层交换机属于二层设备，故不可以做端口映射，如果你是想说端口镜像，那就另说了。

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交换机端口镜像怎么做？

端口镜像（port Mirroring）功能通过在交换机或路由器上，将一个或多个源端口的数据流量转发到某一个指定端口来实现对网络的监听，指定端口称之为＂镜像端口＂或＂目的端口＂，在不严重影响源端口正常吞吐流量的情况下，可以通过镜像端口对网络的流量进行监控分析。

在企业中用镜像功能，可以很好地对企业内部的网络数据进行监控管理，在网络出故障的时候，可以快速地定位故障。

SPAN(Switched Port Analyzer)的作用主要是为了给某种网络分析器提供网络数据流。

它既可以实现一个VLAN中若干个源端口向一个监控端口镜像数据，也可以从若干个VLAN向一个监控端口镜像数据。

源端口的5号端口上流转的所有数据流均被镜像至10号监控端口，而数据分析设备通过监控端口接收了所有来自5号端口的数据流。

值得注意的是，源端口和镜像端口必须位于同一台交换机上（但也有例外，如Catalyst 6000系列交换机）；而且SPAN并不会影响源端口的数据交换，它只是将源端口发送或接收的数据包副本发送到监控端口。

在SPAN任务过程中，用户可以通过参数控制，来指明需要监控的数据流种类；还可以将一个或多个端、口、一个或多个VLAN作为源端口，并将从这些端口中发送或接收的单向或双向数据流传送至监控端口。

在Catalyst 4006交换机中，最多可以配置6个单向的SPAN任务：2个输入数据流监控、4个输出数据流监控。

一个双向SPAN任务实际上包含一个单向输入和一个单向输出。

而且不仅仅二层交换端口可作为源端口，Catalyst 4006上的三层路由端口也可设置为源端口。

SPAN 任务不会影响交换机的正常工作。

当一个SPAN任务被建立后，根据交换机所处的不同的状态或操作，任务会处于激活或非激活状态，同时系统会将其记入日志。

通过“show monitor session”命令可显示SPAN的当前状态。

如果遇到系统重新启动的情况，在目的端口初始化结束之前，SPAN任务将处于非激活状态。

目的端口（监控端口）可以是交换机上的任意一个交换或路由端口。

当一个目的端口处于激活状态时，任何发送到该端口且与SPAN任务无关的数据包将会被丢弃。

一个目的端口只能处于一个SPAN任务中。

当一个端口被配制成目的端口后就不能再成为源端口，同时冗余链路端口也不能成为SPAN的目的端口。

特别需要指出的是，如果一个 Trunk端口被配置成为SPAN的目的端口，则其Trunk功能也将自动停止。

源端口又可以称作被监控端口。

在一个SPAN任务中，可以有一个或多个源端口，而且可以根据用户需要设置为输入方向、输出方向或双向，但无论哪种情况，在一个SPAN任务中，所有源端口的被监控方向都必须是一致的。

在Catalyst 4006交换机上的VLAN也可以整体设置为源端口，这意味着被指定VLAN中的所有端口均为当前SPAN任务中的源端口。

Trunk端口可以单独设为源端口，也可以与非Trunk端口一起被设置为源端口，但要注意的是，在监控端口不会识别来自Trunk端口针对不同VLAN的数据封装格式，换句话说，在监控端口收到的数据包将无法辨明是来自哪个VLAN。

SPAN数据流主要分为三类：（1）输入数据流（Ingress SPAN）：指被源端口接收进来，其数据副本发送至监控端口的数据流；（2）输出数据流（Egress SPAN）：指从源端口发送出去，其数据副本发送至监控端口的数据流；（3）双向数据流（Both SPAN）：即为以上两种的综合。

基于VLAN的SPAN是以一个或几个VLAN作为监控对象，其中的所有端口均为源端口，与基于端口的SPAN类似，基于VLAN的SPAN也分为输入数据流、输出数据流和双向数据流监控三种类型。

在配置基于VLAN的SPAN任务过程中，应注意几点：（1）Trunk端口可以包含在源端口中；（2）针对双向SPAN任务，如果在源VLAN中的两个源端口之间有数据交换，则每一个数据包将有两个副本被转发至镜像端口；（3）对有多个源VLAN的SPAN任务来说，如果某个源VLAN被删除掉，则该VLAN也将从源VLAN列表中删除；（4）处于非激活状态的VLAN无法参与SPAN任务；（5）对于一个设置为输入数据流监控的源VLAN来说，来自其他VLAN的路由信息数据包不会被镜像；此外，从设置为输出数据流监控的VLAN向其他VLAN发送出的路由信息数据包也同样不会被镜像。

换句话说，基于VLAN的SPAN任务只对进出二层交换端口的数据包进行镜像，而不镜像VLAN之间的路由信息。

所有网间传输的非路由数据包，包括组播包和BPDU（桥接协议数据单元）包，都可以使用SPAN任务进行镜像。

在一些SPAN任务的配置下，会出现同一个SPAN源端口数据包的多个副本被发送到 SPAN监控端口的情况。

正像前面提到的那样，在一个双向SPAN任务中，假设a1和a2为源端口，d1为目的端口，如果a1与a2之间有数据包传输，则在a1传向a2的数据包将会被传送到d1两次，反之亦然。

怎样知道我的交换机是否支持广播式发送？？？

交换机的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。

而路由器的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。

路由器是产生于交换机之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。