第三节 交换机
考点一：认识交换机
【知识梳理】
1.网桥
①网桥也称桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备。 ②用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。
③网桥是数据链路层的连接设备，可为各种局域网存储转发数据。
④两个网段分别连接到网桥的两个端口时，各网段中的广播信号并不会越过网桥，只有标明了发送给另一个网段的信号，才会通过网桥。 ⑤ 多口网桥的每一个端口都独享10Mbps带宽。 2.交换机
①交换机是用来提高网络性能的数据链路层设备。
②是一个由许多高速端口组成的设备，连接局域网网段或连接基于端到端的独立设备。 ③交换技术是在各端口之间实现的简化的、低成本的桥接技术。 ④交换机按每一个包中的MAC地址决策信息转发。 ⑤ 交换机转发延迟小。
3.交换机提供了许多网络互联功能，简述交换机的优点哪些？
①交换机能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。 ③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。 ④交换机对工作站是透明的，这样管理开销低廉，简化了网络节点扩充、移动和网络变化时的操作。
带宽高 协议透明 不升级 简化操作 4.三种交换技术
①端口交换
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
帧交换是目前应用最广泛的局域网交换技术，它通过对传统传输介质进行微分段，提供并行传送的机制，以减少冲突域，获得高带宽。有直通交换和存储转发两种处理方式。 ③信元交换
ATM采用对网络帧进行分解，将帧分解成固定长度53B的信元，由于长度固定，因而便于用硬件实现，处理速度快，同时能够完成高级控制功能。
【典例精讲】
例1.交换机怎样将数据包转发到目标端口（） A．根据交换机内部的电气互联结构
92
B. MAC地址表 C.路由表
D.根据链路层协议
【解析】知识梳理中交换机按每一个包中的MAC地址决策信息转发。A选项是指集线器，C选项指的是路由器。 【答案】B
【跟踪练习】
1. 用（）可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接 A.网卡 B.集线器 C.网桥 D.Modem 答案：C
2. 目前应用最广泛的局域网交换技术是（） A.端口交换 B.帧交换 C.信元交换 D.存储转发 答案：B
考点二：局域网交换机的种类和选择
【知识梳理】
1.局域网交换机的种类
2.局域网交换机的选择
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。 在选择交换机时要注意： ①外形尺寸 ②可管理性
③端口带宽及类型
nX10 Mbps+mX100Mbps低速端口专用型 nX10 Mbps/100Mbps端口自适应型（主流） nX1000 Mbps+mX100Mbps高速端口专用型
93
3.虚拟网的划分 （1）概念：
虚拟网是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，也称虚拟工作组。 （2）特点：
①一个虚拟工作组可以跨越不同的交换平台或智能集线器. ②一个工作站也可以属于不同的虚拟网。
③只有位于同一虚拟子网中的用户可以互相通信，可以比较有效地避免“广播风暴”。 （3）虚拟网的实现形式：
①静态端口分配②动态虚拟网③多虚拟网端口配置。
【典例精讲】
例2.在局域网交换机的类别中，下列选项不是按传输介质和传输速率分类的是（） A．企业级交换机 B. 以太网交换机 C.FDDI交换机 D. 令牌环交换机 【解析】按传输介质和传输速率划分，交换机可分为以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机。A选项企业级交换机是按应用领域划分。 【答案】A
【跟踪练习】
3. 交换机的最主要的指标不包括（）
A.端口的配置 B.包交换速率 C.外形尺寸 D.数据交换能力 答案：C
4.关于虚拟网的说法错误的是（） A.虚拟网是交换机的重要功能
B.一个虚拟网可以跨越不同的交换平台 C. 一个虚拟网可以跨越不同的智能集线器 D.一个工作站只能属于一个虚拟网 答案：D
考点三：三层交换机
【知识梳理】
1.什么是三层交换机
三层交换技术是在网络模型中的第三层(网络层)实现了数据包的高速转发，可以简单地将三层交换机理解为由一台路由器和一台二层交换机构成。 2.三层交换机的工作原理
① 两台处于不同子网的主机通信，必须要通过路由器进行路由。
②主机A向主机B发送的第一个数据包必须要经过三层交换机中的路由器进行路由才能到达主机B。
③但此后的数据包再发向主机B时，就不必再经过路由器处理了，因为三层交换机有“记忆
94
“路由的功能。 考点提示：
①三层交换机的路由记忆功能是由路由缓存来实现的。 ②三层交换机具有“路由器的功能，交换机的性能”。 ③三层交换机通过使用硬件交换机构实现了IP的路由功能。 3.三层交换机的用途
①用于网络骨干：核心骨干网要用三层交换机。 ②用于连接子网： 4.三层交换机的优点 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
【典例精讲】
例3. 三层交换技术是在网络模型中的（）层实现了数据包的高速转发 A．数据链路层 B.传输层 C. 网络层 D. 应用层
【解析】三层交换机的概念中，三层交换技术是在网络模型中的第三层(网络层)实现了数据包的高速转发，可以简单地将三层交换机理解为由一台路由器和一台二层交换机构成。 【答案】C
【跟踪练习】
5. 下列选项中关于三层交换机的说法不正确的是（） A. 三层交换机有路由记忆功能
B.三层交换机可以称为“交换路由器”
C. 三层交换机通过使用硬件交换机构实现了路由功能 D.三层交换机可用于连接子网 答案：B
【课时训练】
一、选择题
1.网桥是（）层的连接设备。
A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.高层 答案：B
2.要把学校里行政楼和实验楼的局域网互连,可以通过（）实现。 A.交换机 B.MODEM C.中继器 D.网卡 答案：A
3.下列（）设备可以看作一种多端口的网桥设备。
95
A．中继器B．交换机C．路由器D．集线器 答案：B
4.一个VLAN可以看做是一个（）
A.冲突域 B.广播域 C.管理域 D.阻塞域 答案：B
5. （）交换技术将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡 A.端口交换 B.帧交换 C.直通交换 D.ATM交换 答案：A
6. 可以连接子网的设备是（）
A.网桥 B.二层交换机 C.三层交换机D.路由器 答案：C
7.以下关于交换机的说法正确的是（） A.使用交换机可以隔离冲突
B.交换机是一种工作在网络层的设备 C.VLan之间的通信必须通过交换机实现 D.交换机能实现虚拟网的划分 答案：D
8.目前市场上交换机的主流产品是（） A.nX10 Mbps+mX100Mbps低速端口专用型 B. nX10 Mbps/100Mbps端口自适应型
C.nX1000 Mbps+mX100Mbps高速端口专用型 D.100Mbps低速端口专用型 答案：B
9.当交换机接收到一个网络帧时，如果其目的站的MAC地址不存在于该交换机端口的MAC地址表中，那么该帧会（） A.被丢弃
B.以广播方式发向交换机的每个端口 C.逐个端口发送 D.由用户决定 答案：B
10.信元交换中，将帧分解成固定长度为（）的信元 A.5B B.48B C.53B D.100B
答案：C 二、简答题
1.交换机是从哪个层次上实现了网络的互联？与网桥相比交换机具有哪些优点？ 答案：交换机是从数据链路层上实现了网络的互联。 交换机的优点有：
①交换机能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。
③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。 ④交换机对工作站是透明的，这样管理开销低廉，简化了网络节点扩充、移动和网络变化时的操作。
2.简述三层交换机的优点有哪些？ 答案：①高可扩充性
96
2015创新设计-网络技术(第5章)
