首先,我们需要了解交换机的工作原理。交换机基于网桥的原理,其核心功能是学习网络上的设备信息。为了更好地理解这一过程,让我们来认识两个重要概念:冲突域和广播域。
冲突域是指数据在发送时必然会到达的区域。在过去,集线器(HUB)是网络中的主要设备,它没有智能处理能力,所有信号都会从一处传入后向所有端口传出,从而形成一个冲突域。而交换机则能够隔离冲突域,使得每个接口下的网络成为一个独立的冲突域。
广播域则是指广播数据可以到达的区域。交换机和集线器对广播帧都是透明的,这意味着用它们组成的网络会形成广播域。而路由器可以隔离广播域,因为它只允许特定网络的数据通过。
了解了这些概念后,我们再来看交换机的工作原理。交换机拥有一张地址表,这张表记录了每个端口下包含的主机的MAC地址。当交换机接通电源后,这张表会自动建立并保存在RAM中,同时自动维护更新。
交换机的转发决策基于其端口地址表和转发决策。主要有三种操作:丢弃、转发和扩散。当数据包从交换机的一个端口进入时,交换机会检查数据包的目的MAC地址。如果地址已知,交换机会丢弃数据包,以确保数据只发送到目的地。如果地址未知,交换机会将数据包转发到除了接收端口之外的所有端口,以查找目的地址。此外,交换机还会记录每个数据包的源MAC地址,以便将来进行转发。
生存期是端口地址列表中表项的寿命。每个表项在建立后会开始倒计时,每次发送数据都会刷新计时。对于长期不发送数据的主机,其MAC地址的表项在生存期结束时会被删除,确保端口地址表始终记录最活跃的主机的MAC地址。
随着网络应用的不断发展,交换机的作用越来越重要。它不仅可以实现计算机之间的数据交换,还可以根据网络位置和需求选择不同的交换机产品,如三层交换机、网管型交换机等。
总之,交换机是网络中不可或缺的设备,它通过隔离冲突域、广播域以及智能的转发决策,确保数据在网络中安全、高效地传输。随着网络技术的不断发展,交换机将继续扮演着关键角色。
交换机是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵,在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。交换机的传输模式有全双工,半双工,全双工/半双工自适应。接下来我们就来为大家详细介绍下交换机的工作原理,一起来看看吧!
交换机原理介绍:
交换机是根据网桥的原理发展起来的,学习交换机先认识两个概念:
冲突域
冲突域是数据必然发送到的区域。
HUB是无智能的信号驱动器,有入必出,整个由HUB组成的网络是一个冲突域。
交换机的一个接口下的网络是一个冲突域,所以交换机可以隔离冲突域。
广播域
广播数据时可以发送到的区域是一个广播域。
交换机和集线器对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域。
路由器的一个接口下的网络是一个广播域。所以路由器可以隔离广播域。
地址表
端口地址表记录了端口下包含主机的MAC地址。端口地址表是交换机上电后自动建立的,
保存在RAM中,并且自动维护。
交换机隔离冲突域的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的。
转发决策
交换机的转发决策有三种操作:丢弃、转发和扩散。
丢弃:当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃。
转发:当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发。
扩散:当某端口下的主机访问未知端口下的主机时要扩散。
每个操作都要记录下发包端的MAC地址,以备其它主机的访问。
生存期
生存期是端口地址列表中表项的寿命。每个表项在建立后开始进行倒计时,每次发送
数据都要刷新记时。对于长期不发送数据的主机,其MAC地址的表项在生存期结束时删除。
所以端口地址表记录的总是最活跃的主机的MAC地址。
21世纪10年代以来网络应用越来越广泛,交换机作为网络中的纽带发挥了越来越大的作用。简单的说,交换机就是将它与用户计算机相连就行了,完成各个计算机之间的数据交换。复杂来说,交换机针对在整个网络中的位置而言,一些高层交换机如三层交换、网管型的产品。
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