以太网交换机常用功能及协议

　　区别于在传统计算机局域网中的应用，基于以太网技术的宽带接入网对以太网交换机提出了严格的要求，即具有高度的信息安全性、电信级的网络可靠性、强大的网管功能，并且能保证用户的接入带宽，支持VLAN、组播、STP(生成树协议)、QoS保证、SNMP、RMON等功能和协议。

　　1. VLAN

　　与第3层(路由)相比，通过第2层(交换)LAN的结构能够明显改善整个网的性能。传统的第2层LAN交换提倡平整网络结构，充分利用线速交换功能传输数据，不是通过传统的路由器降低网络速度。

　　同时，在结构平整的大型网络中，经常会受到大量广播和偶然发生的广播风暴的困扰，使网络性能降低。过去，只能将网络分为更小的网段，各网段之间通过路由器连接，因为路由器通常不传输广播数据。但VLAN提供了另一种解决方案。

　　VLAN已经出现了几年，但并不是所有的VLAN都是标准的。VLAN标准802.1Q是1998年出台的，802.1Q定义了帧标记的标准。标准制定者希望802.1Q能够消除VLAN中专有性，标准简化了构建VLAN的方案。

　　在帧中，标记头位于目的MAC地址和源MAC地址之后，它是实现数据流过滤的基础。标记头由标记协议标识符 (Tag Protocol Identifier，TPID)和标记控制信息 (Tag Control Information，TCI)两部分组成，其中TPID表示本帧是个标记帧，以太网格式的TPID长两个字节，其值为以太网V2协议类型802.1Q Tag Type，协议规定该域的值为0x81 00。

　　TCI由以下部分组成(如图1所示)：

　　

　　图1 TCI结构

　　用户优先权 ：user priority，用3位表示，取值范围从0至7，表明帧的优先权。

　　一位令牌环封装标记 ：Token Ring encapsulation flag，用于指明该帧是否采用IEEE 802.5令牌的帧格式。

　　VLAN标识符： VLAN identifier(VLAN ID)，用12位表示，在帧与VLAN成员关系之间建立的关联。

　　网桥可以根据以上信息将帧仅转发到与特定VLAN ID相关的端口，能够依据优先权决定转发帧的顺序。更重要的是，交换机会保留该标记;即使桥接仍然是点到点的，该标记中的信息仍然能够帮助帧在非路由网络中"路由"。

　　通过VLAN，你可以跨越多个LAN，创建网络设备的逻辑组。这些逻辑组可能要跨越一个或多个第2层交换机，或者是建立在交换机到交换机基础之上的，逻辑组中可以传输广播数据。一个VLAN就定义一个广播域。

　　VLAN通过交换技术将通信量进行有效分离，从而更好地利用带宽，并可从逻辑的角度出发将实际的LAN基础设施分割成多个子网，它允许各个局域网运行不同的应用协议和拓扑结构。

　　交换机可以支持VLAN的多种实现方式，如基于端口的VLAN、基于MAC地址的VLAN、基于网络层的VLAN等。基于端口的VLAN简单通用，可以任意指定多个端口为一个VLAN，比较常用;基于MAC地址的VLAN适合于计算机经常移动位置的局域网，根据源MAC地址来设定和识别所属的VLAN;基于网络层的VLAN，可以根据主机的IP地址、子网掩码或协议类型来指定子网，这种定义方法的优点是当网络层的协议和IP地址改变时，交换机能自动识别和重新定义VLAN。

　　2. 组播技术

　　网络中的多媒体视频应可能在不同的网段/子网内，需要有多址广播路由协议才能使客户端工作站和服务器相连接，组播技术解决了网络带宽无谓浪费的问题。

　　(1) 网络层组播协议实现

　　(2) 组播路由协议

　　(3) 第二层组播协议实现

　　3. 容错技术

　　4. QoS保证

　　5. 配置和管理及其安全性

　　6. 网络监测和管理

　　以太网交换机的原理与工作特性简介：http://www.srvee.com/comm/apply/ytwjhjdylygztxjj_61686.html