交换机的工作原理(h3c下一页)
交换机的工作原理
的交换机为企业级交换机,支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机,而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。
较少),也可以是固定配置式,而工作组级交换机为固定配置式(功能较为简单)。另一方面,从应用的规模来看,作为骨干交换机时,支持500个
总结起来,交换机通过学习MAC地址、转发和过滤数据包,并实现碰撞域隔离,来实现高效的数据转发和局域网内部的通信。通过不断更新转发表,交换机可以动态地适应网络中设备的变化,提供快速、可靠的数据传输。
碰撞域隔离(CollisionDomainIsolation):交换机将每个端口划分为*的碰撞域。这意味着数据包只会在目标端口上发送和接收,而不会在其他端口上引起碰撞。这样可以提高网络的可靠性和传输效率。
地址学习(AddressLearning):交换机通过*网络上的数据包来学习设备的MAC地址。当交换机接收到一个数据包时,它会检查数据包中的源MAC地址,并将该地址与接收到数据包的端口关联起来。交换机会将这个MAC地址和端口的对应关系存储在转发表中。
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转发表维护和更新:交换机会根据网络中的数据流量不断更新转发表。当交换机接收到新的数据包时,它会更新转发表中源MAC地址和端口的对应关系。如果转发表已满,则交换机会使用一种替换算法来选择要替换的条目。
转发和过滤(ForwardingandFiltering):当交换机接收到一个数据包时,它会检查数据包中的目标MAC地址。交换机会在转发表中查找目标MAC地址对应的端口。如果目标MAC地址在转发表中存在,则交换机将数据包只转发到目标端口;如果目标MAC地址不在转发表中,则交换机将数据包广播到所有其他端口(除了源端口)。
需要注意的是,现代交换机通常采用硬件加速和高速缓存等技术来提高转发性能和处理能力。此外,一些高级交换机还支持VLAN(虚拟局域网)、QoS(QualityofService)和安全功能等,以满足不同网络环境的需求。
当网络的拓扑结构发生改变时,生成树协议重新计算,以生成新的生成树结构。当所有交换机的端口状态变为转发或阻塞时,意味着重新计算完毕。这种状态称为会聚(Convergence)。注意:在网络拓扑结构改变期间,设备直到生成树会聚才能进行通信,这可能会对某些应用产生影响,因此一般认为可以使生成树运行良好的交换网络,不应该超过七层。此外可以通过一些特殊的交换机技术加快会聚的时间。
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。
交换机和路由器的区别
交换机的每一个端口所连接的网段都是一个*的冲突域。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(唯一的例外是在配有VLAN的环境中)。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
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。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。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。这一过程称之为泛洪(flood)。广播帧和组播帧向所有的端口转发。
生成树协议消除回路:在由交换机构成的交换网络中通常设计有冗余链路和设备。这种设计的目的是防止一个点的失败导致整个网络功能的丢失。虽然冗余设计可能消除的单点失败问题,但也导致了交换回路的产生,它会导致以下问题。广播风暴同一帧的多份拷贝不稳定的MAC地址表因此,在交换网络中必须有一个机制来阻止回路,而生成树协议(SpanningTreeProtocol)的作用正在于此。
为快速转发报文，以太网交换机需要建立和维护MAC地址表。交换机采用源MAC地址学习的方法建立MAC地址表。
