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一、认识交换机
二、交换机的主要功能
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一、认识交换机
二、交换机的主要功能
1、数据的转发
2、端口隔离
3、负载均衡和带宽控制
三、以太网帧格式
四、交换机的工作原理
1、接收数据帧
2、学习MAC地址
3、广播未知数据帧
4、记录MAC地址表
5、交换机实现单播通信 前言
在计算机网络中交换机是较为常用的设备本文将谈谈交换机的概念、主要功能、工作原理以及以太网帧格式。 一、认识交换机
交换机Switch全名叫做以太网交换机。是一种较为常见的网络设备它的作用是在计算机网络中交换数据。目前最常用的交换机就是以太网交换机除此之外还有电话语音交换机、光纤交换机等等。如下图就是交换机 二、交换机的主要功能
交换机的主要功能包括以下几个方面
1、数据的转发
交换机在接收到数据包后会根据目标地址判断并将其转发到对应的端口从而实现不同设备之间的通信。这种可以保证数据传输的高效性和稳定性。
2、端口隔离
交换机具有端口隔离的功能能够将不同用户或者不同网络之间的数据进行隔离防止出现数据泄露和信息安全问题。值得注意的是采用端口隔离会浪费有限的VLAN资源。 小知识交换机还支持VLAN技术通过划分VLAN能够进一步加强网络的安全性和管理性。 3、负载均衡和带宽控制
当多台设备使用同一个交换机时交换机可以实现负载均衡和带宽控制的功能。通过智能路由和流量控制可以为不同设备提供不同的网络带宽和速度从而达到更加高效的数据传输。 三、以太网帧格式 802.3/802.2是以太网的最常见帧格式它包含以下字段
前导码用于与接收设备同步的7字节字段。帧起始定界符这是一个特殊的字节用于指示帧的开始。目的地址这是一个6字节的字段用于标识帧的目标设备。源地址这也是一个6字节的字段用于标识发送该帧的设备。类别这个字段用于表示上层协议的类型。数据这是帧的主要部分包含实际传输的数据。帧校验序列FCS这是一个包含32位循环冗余校验CRC的字段用于验证数据是否在传输过程中出现损坏。
四、交换机的工作原理
交换机的工作流程主要包括以下几个步骤
1、接收数据帧
当交换机接收到一个数据帧时会先检查帧的目的MAC地址然后根据目的MAC地址和自己的MAC地址表来判断应该将数据帧发送到哪个端口。
2、学习MAC地址
如果交换机的MAC地址表中没有对应的表项它会将接收到的数据帧的源MAC地址和接收端口的映射关系添加到MAC地址表中。 小知识如果在老化时间内再次收到该MAC地址的数据帧交换机会刷新对应的MAC地址和端口的映射关系。 3、广播未知数据帧
如果数据帧的目的MAC地址不在MAC地址表中或者目的MAC地址为广播地址交换机会泛洪该帧将该帧发送到除接收端口以外的所有端口。 名词解释泛洪Flooding是交换机使用的一种数据流传递技术。当交换机从某个接口收到数据帧后它会从除该接口之外的所有其他接口发送该数据帧。 4、记录MAC地址表
当交换机的MAC地址表中已经存在目的MAC地址的表项时交换机会将接收到的数据帧的目的MAC地址和接收端口的映射关系记录到MAC地址表中。
5、交换机实现单播通信
当交换机需要发送数据给一个已知的目的MAC地址时它会直接将数据帧发送到对应的端口。
