交换机的工作原理是什么
发布时间: 2021-07-08
交换机的工作原理是什么?当交换机收到数据时,它会检查它的目的MAC地址,然后把数据从目的主机所在的接口转发出去。
交换机之所以能实现这一功能,是因为交换机内部有一个MAC地址表,MAC地址表记录了网络中所有MAC地址与该交换机各端口的对应信息。
某一数据帧需要转发时,交换机根据该数据帧的目的MAC地址来查找MAC地址表,从而得到该地址对应的端口,即知道具有该MAC地址的设备是连接在交换机的哪个端口上,然后交换机把数据帧从该端口转发出去。
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。
交换机的种类
按照TCP/IP模型的分裂,交换机主要有以下几种:
1.一层交换机:就是集线器,现在已经退出了历史舞台;
2.二层交换机:通过MAC地址转发信息,是我们最常接触到的交换机,一般在接入层使用的较多,接入层的主要作用就是将终端设备大量接入的接入网络,通常在一幢大楼中,所有入户的网口,都是与接入层交换机进行对接的,所以每层楼都会有多个接入层设备;
3.三层交换机:具有二层和三层的功能,可以通过IP地址和MAC地址进行寻址访问,一般在汇聚层使用的较多,汇聚层的主要作用是将接入层的设备进行链接,并将数据与核心层设备进行传输,通常一幢大楼中,汇聚层设备将多个接入层设备进行链接,并与核心层设备进行传输;
4.多层交换机:具有二层到七层的功能,常用的为四层交换机,可以通过IP地址、MAC地址、协议等进行寻址访问,核心层使用的较多,但是对于大部分小型网络而已,核心层也可以采用三层交换机进行传输,核心层的主要作用是将汇聚层的数据传输到互联网中,通常在一幢大楼中,核心层设备不会太多;
交换机的特点
因为交换机有带宽很高的内部交换矩阵和背部总线,并且这个背部总线上挂接了所有的端口,通过内部交换矩阵,就能够把数据包直接而迅速地传送到目的节点而非所有节点, 这样就不会浪费网络资源,从而产生非常高的效率。同时在此过程中,数据传输的安全程度非常高,更是受到使用者的欢迎和普遍好评。
和集线器每个端口共享同样带宽不同的是,交换机的数据带宽具有独享性。在这样的前提下,在同一个时间段内,交换机就可以将数据传输到多个节点之间,并且每个节点都可 以当做独立网段而独自享有固定的部分带宽,这样就没有和其他设备进行竞争实用的必要。
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