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如何理解网络交换机的原理(1)
2008-04-28   中国IT实验室

二层交换机概述
 
  一、交换机的工作原理

        1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射,并将其写入MAC地址表中。
 
  2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较,以决定由哪个端口进行转发。
 
  3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中,则向所有端口转发。这一过程称为泛洪(flood)。
 
  4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。
 
    二、交换机的三个主要功能
  
    学习:以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址,并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
  
    转发/过滤:当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时,它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口)。

  消除回路:当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。

    三、交换机的工作特性

  1.交换机的每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域。

  2.交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内,也就是说,交换机不隔绝广播(惟一的例外是在配有VLAN的环境中)。

  3.交换机依据帧头的信息进行转发,因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备(此处所述交换机仅指传统的二层交换设备)。

    四、交换机的分类

  依照交换机处理帧时不同的操作模式,主要可分为两类:

  存储转发:交换机在转发之前必须接收整个帧,并进行错误校检,如无错误再将这一帧发往目的地址。帧通过交换机的转发时延随帧长度的不同而变化。

  直通式:交换机只要检查到帧头中所包含的目的地址就立即转发该帧,而无需等待帧全部的被接收,也不进行错误校验。由于以太网帧头的长度总是固定的,因此帧通过交换机的转发时延也保持不变。

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