交換機的工作原理

交換機的工作原理

　　交換機雖然大家都知道，但是你們都知道他是如何進行工作的嗎？下面一起跟著小編看看吧！

　　一、交換機的工作原理

　　1.交換機根據收到數據幀中的源MAC地址建立該地址同交換機端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。

　　2.交換機將數據幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進行比較，以決定由哪個端口進行轉發。

　　3.如數據幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉發。這一過程稱為泛洪（flood）。

　　4.廣播幀和組播幀向所有的端口轉發。

　　二、交換機的三個主要功能

　　以太網交換機了解每一端口相連設備的MAC地址，并將地址同相應的端口映射起來存放在交換機緩存中的MAC地址表中。

　　轉發/過濾：當一個數據幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉發到連接目的節點的端口而不是所有端口（如該數據幀為廣播/組播幀則轉發至所有端口）。

　　消除回路：當交換機包括一個冗余回路時，以太網交換機通過生成樹協議避免回路的產生，同時允許存在后備路徑。

　　三、交換機的工作特性

　　1.交換機的每一個端口所連接的網段都是一個獨立的沖突域。

　　2.交換機所連接的設備仍然在同一個廣播域內，也就是說，交換機不隔絕廣播（惟一的例外是在配有VLAN的環境中）。

　　3.交換機依據幀頭的信息進行轉發，因此說交換機是工作在數據鏈路層的網絡設備（此處所述交換機僅指傳統的二層交換設備）。

　　四、交換機的分類

　　依照交換機處理幀時不同的操作模式，主要可分為兩類：

　　存儲轉發：交換機在轉發之前必須接收整個幀，并進行錯誤校檢，如無錯誤再將這一幀發往目的地址。幀通過交換機的轉發時延隨幀長度的不同而變化。

　　直通式：交換機只要檢查到幀頭中所包含的目的地址就立即轉發該幀，而無需等待幀全部的被接收，也不進行錯誤校驗。由于以太網幀頭的長度總是固定的，因此幀通過交換機的轉發時延也保持不變。

　　五、二、三、四層交換機

　　多種理解的說法：

　　二層交換（也稱為橋接）是基于硬件的橋接。基于每個末端站點的唯一MAC地址轉發數據包。二層交換的高性能可以產生增加各子網主機數量的網絡設計。其仍然有橋接所具有的特性和限制。

　　三層交換是基于硬件的路由選擇。路由器和第三層交換機對數據包交換操作的主要區別在于物理上的實施。

　　四層交換的簡單定義是：不僅基于MAC（第二層橋接）或源/目的地IP地址（第三層路由選擇），同時也基于TCP/UDP應用端口來做出轉發決定的能力。其使網絡在決定路由時能夠區分應用。能夠基于具體應用對數據流進行優先級劃分。它為基于策略的服務質量技術提供了更加細化的解決方案。提供了一種可以區分應用類型的方法。

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