2015計算機三級《網絡技術》知識：交換式局域網與虛擬局域網

　1.交換式局域網的基本結構

(交換式局域網的核心設備是局域網交換機。交換機需要建立“端口號/MAC地址映射表”，利用“地質學習”的方法來動態建立和維護 “端口號/MAC地址映射表”。)

(1)交換機的基本概念。交換機可以有多個端口，每個端口可以連接一個結點，也可連接共享介質的集線器(HUB);實現多個端口的併發連接和多個節點的併發傳輸。交換機通常針對某種局域網設計，交換式局域網的核心設備是局域網交換機。

(2)交換機的特點：低交換延遲,支持不同傳輸速率和工作模式(交換機端口支持不同的傳輸速率—半雙工和全雙工模式，交換機可完成不同端口速率之間轉換)，支持虛擬局域網服務(交換式局域網是虛擬局域網的基礎)。

　2.局域網交換機的工作原理

交換機需要建立“端口號/MAC地址映射表”，利用“地質學習”的方法來動態建立和維護 “端口號/MAC地址映射表”。

　　3.交換機的'幀轉發方式

以太網交換機的幀轉發方式包含3類：直接交換方式、存儲轉發交換方式、改進的直接交換方式

• 直接交換方式

交換機只要接收幀並檢測目的地址，就立即將該幀轉發出去，不用判斷是否出錯。幀出錯檢測由結點完成。優點：交換延遲短;缺點：缺乏檢錯，不支持不同速率端口之間的幀轉發。

• 存儲轉發交換方式

交換機需要完整接收幀並進行差錯檢測。優點：具有差錯檢測能力，並支持不同速率端口間的幀轉發;缺點：交換延遲將會延長。

• 改進的直接交換方式

結合上述兩種方式，接收到前64B後，判斷幀頭是否正確，正確轉發。對短幀而言，交換延遲同直通交換延遲;對長幀而言，因為只對幀頭(地址和控制字段)檢測，交換延遲將會減少。

　　4.虛擬局域網的工作原理

(1)虛擬網絡概念：建立在交換機技術基礎上，將局域網上的結點按工作性質與需要劃分成若干個“邏輯工作組”，一個邏輯工作組就是一個虛擬網絡。

虛擬網絡以軟件方式實現邏輯工作組的劃分與管理，工作組的結點不受物理位置的限制(相同工作組的結點不一定在相同的物理網段上，只要能夠通過交換機互聯)。從一個工作組到另一個工作組時，只要通過軟件設定，無需改變結點在網絡中的物理位置。

(2)組網方法：(4種)

A.利用交換機端口號定義虛擬局域網：邏輯上將交換機端口劃分為不同的虛擬子網，當某一端口屬於一個虛擬網時，就不能屬於另外一個虛擬子網。缺點：當將結點從一個端口轉移到另一個端口時，管理者需要重新配置虛擬網成員。

B.用MAC地址定義虛擬網絡：利用MAC地址定義虛擬局域網，因為MAC地址是與物理相關的地址，因此稱為基於用户的虛擬網;缺點：所有用户初始時必須配置到至少一個虛擬網，初始配置人工完成，隨後可自動跟蹤用户。

C.用網絡層地址定義虛擬網絡：利用IP地址定義虛擬網。優點：用户可按協議類型組成虛擬網，可隨意移動不需要重新配置。缺點：性能比較差，原因是檢查網絡層地址比檢查MAC地址更費時。

D.用IP廣播組的虛擬網絡：基於IP廣播組動態建立虛擬網。廣播包發送時，動態建立虛擬網，廣播組中的所有成員屬於一個虛擬網。它們只是特定時間內特定廣播組成員。優點：可根據服務靈活建立，可跨越路由器與廣域網。

　5.虛擬局域網優點

(1)方便網絡用户管理，減少網絡管理開銷。通過虛擬局域網的設置可以在調整用户涉及結點位置變化時，不需要重新佈線。

(2)提供更好的安全性。針對不同的用户可以設置 不同的權限和要求，虛擬網是一種簡單、經濟和安全的方法。

(3)改善網絡服務質量。虛擬網可以隔離不同的用户組，將同類的用户控制在一個虛擬局域網中，減少廣播風暴的危害，有利於改善網絡服務質量。