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第四章交换与虚拟局域网学习本章应掌握：1. 交换机以太网的特点2. 以太网交换机的工作过程和数据传输方式3. 以太网交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议4. VLAN的组网方法和特点§ 4.1 交换式以太网的提出引入：以太网变得越来越拥塞和不堪重负。
这一方面是由于网络应用和网络用户的迅速增长，另一方面则是由于快速CPU及快速网络操作系统的出现。
现在，处于同一个以太网上的两个工作站就很容易使网络饱和。
为了提高局域网的效率，交换技术应运而生了。
4.1.1共享式以太网存在的问题传统的共享式以太网是最简单、最便宜、最常用的一种组网方式。
但是，在网络应用和组网过程中，共享式以太网暴露出它的缺点,主要有以下几个方面:（1）覆盖的地理范围有限。
按照CSMA/CD的有关规定，以太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小。
只要两个节点处于同一个以太网中，它们之间的最大距离就不能超过这一固定值，不管他们之间的连接跨越一个集线器还是多个集线器。
如果超过这个值，网络通信就会出现问题。
（2）网络总带宽容量固定。
传统的以太网是共享式的以太局域网。
网络上的所有节点共享同一传输介质。
在一个节点使用传输介质的过程中，另一节点必须等待。
共享式以太网的固定带宽容量被网络上的所有节点共同拥有，随机占用。
网络中的节点越多，每个节点平均可以使用的带宽越窄，网络的响应速度也会越慢。
举例：对于一个使用100BASE-TX技术的100Mb/s以太网，如果连接10个节点，则每个节点平均带宽发送节点竞争共享介质的过程中，冲突和碰撞是不可避免的。
冲突和碰撞会造成发送节点随机延迟和重发，进而浪费网络带宽。
随着网络中节点数的增加，冲突和碰撞必然加大，相应的带宽浪费也会越大。
（3）不能支持多种速率。
网络应用是多种多样的，不同速率的混合型组网不但有其存在的客观要求，而且也可以提高组网的传输速率，否则一个设备发送的信息，另一个设备不可能收到。
单一的共享式以太网不可能提供多种速率的设备支持。
第 4 章 交换与虚拟局域网4.1 交换式以太网的提出4.1.1 共享以太网（ 10BASE-T 和 100BASE-TX ）存在的问题1、组网设备：双绞线、集线器、网卡2、共享以太网特点：（1）拓扑结构：物理上是星型，逻辑上总线型（2）传输介质：双绞线（3）介质访问控制方式：CSMA/CD3、缺点共享局域网：采用广播方式、模越大，冲突越多、速度越快（1）覆盖的地理范围有限CSMA/CD以太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小，（2）网络总带宽容量固定以太网的固定带宽被网络中的所有节点共同拥有节点增加，冲突概率增大，带宽浪费也越严重（3）不能支持多种速率以太网的传输介质是共享的，所有设备保持相同的速率。
4.1.2 交换的提出1、 共享以太网存在的问题的解决方法： 人们通常采取将一个大型的以太网分割成两个或多个小型的以太网，每个段（分割后的每个以太网）使用 CSMA/CD 介质访问控制方法维持段内用户的通信；段与段之间通过一种 “ 交换 ” 设备进行沟通的方式。
这种交换设备可以将在一端接收到的信息，经过简单的处理转发给另一段。
2、 网桥： 网桥是一种存储转发设备，用来连接相似的局域网。
过滤作用，将以太网分割成一些独立的网段（广播域），减少了网络广播。
在数据链路层，对数据帧进行存储转发，延长了通信距离（注意和中继器的区别）。
分类：两端口网桥：连接两个局域网，和以太网同时发展的。
多端口网桥：连接多个局域网， 交换机的前身 。
以太网交换技术（ SWITCH ）是在多端口网桥的基础上与九十年代初发展起来的，甚至被业界人士称为 " 许多联系在一起的网桥 " ，是一种改进了的局域网桥。
3 、交换设备• 局域网交换机： 工作于 数据链路层 ，连接较为相似的网络。
• 路由器： 工作于 互联层 ，实现异型网络互联。
4.2 以太网交换机的工作原理4.2.1 以太网交换机的工作过程1 、端口 /MAC 地址映射表（1）二维表包含：端口、 MAC 、计时。
