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交換機的工作原理與特性

2015-10-27 21:25 [交換機] 來源于:電腦速學吧 人閱讀
導讀:1.交換機的工作原理 交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣,工作在數據鏈路層。交換機的所有端口都掛接在這條背部總線上,并有固定的MAC(網卡的硬件地址)。控制電路收到來自節點A的數據包以后,處理端口會查找內存中的地址對照表,以確定目的MA

1.交換機的工作原理

交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣,工作在數據鏈路層。交換機的所有端口都掛接在這條背部總線上,并有固定的MAC(網卡的硬件地址)。控制電路收到來自節點A的數據包以后,處理端口會查找內存中的地址對照表,以確定目的MAC的NIC(網卡)掛接在哪個端口上。通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口,目的MAC若不存在,控制電路將用廣播的方式,把數據發送到所有的端口,接收端口回應后交換機會記錄新的地址,并把它添加到內部MAC地址表中。交換機可以“學習”MAC地址,并把其存放在內部地址表中,通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑,使數據幀直接由源地址到達目的地址,如圖43-3所示。
圖43-3 以太網交換機的工作原理
圖43-3 以太網交換機的工作原理

2.交換機的特性

使用交換機也可以把網絡“分段”,通過對照IP地址表,交換機只允許必要的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發,可以有效地減少沖突域,但它不能劃分網絡層廣播,即廣播域。交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸,每個端口都可視為獨立的網段,連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬,無須和其他設備競爭使用。當節點A向節點D發送數據時,節點B可同時向節點C發送數據,并且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬,都有著自己的虛擬連接。

3.層

(1)一層交換機:只支持物理層協議,電話程控交換機確是一層交換機。
(2)二層交換機:支持物理層和數據鏈路層協議,大家常見的傳統以太網交換機確是二層交換機。
(3)三層交換機:支持物理層、數據鏈路層及網絡層協議,如今很多帶路由功能的交換機確是三層交換機。

4.交換機的堆疊

交換機堆疊是通過廠家提供的一條專用連接電纜,從一臺交換機的"UP"堆疊端口直接連接到另一臺交換機的"DOWN"堆疊端口,以實現單臺交換機端口數的擴充。堆疊中所有的交換機從拓撲結構上可視為一個交換機,堆疊在一起的交換機可以當作一臺交換機來統一管理,如圖43-4所示。
圖43-4 交換機的堆疊連接
圖43-4 交換機的堆疊連接

5.全雙工

全雙工是指數據交換時,可以同時發送和接收數據。以前的交換機分為全雙工、半雙工、全雙工/半雙工幾種。全雙工就像打電話一樣,可以一邊說一邊聽到對方說的話;半雙工則像對講機一樣,只能說話或聽對方說話;全雙工/半雙工是自動調節全雙工和半雙工。
這個概念如今說起來已經有些過時了,因為差不多所有的新型交換機都是全雙工機制的。

6.交換機的選擇

交換機是中、小型局域網中最重要的設備,知名的品牌也很多,有思科、華為、H3C、TP-LINK、D-LINK等,品牌間的差異并不明顯。相對來說,交換機的類型是選擇交換機更重要的標準,性能和價格的差異也很大。

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