常见网络设备-交换机

IndustrialCommunication研华工业通讯解决方案IndustrialCommunication研华工业通讯解决方案IAGFAEZilong.LiIAGFAEZilong.Li（李子龙）Page#of6Zilong.Li@二、交换机的工作原理交换机和集线器在外型上非常相似，而且都遵循IEEE802.3及其扩展标准，介质存取方式也均为CSMA/CD，但是它们之间在工作原理上还是有着根本的区别。简单地说，由交换机构建的网络称之为交换式网络，每个端口都能独享带宽，所有端口都能够同时进行通讯，并且能够在全双工模式下提供双倍的传输速率。而集线器构建的网络称之为共享式网络，在同一时刻只能有两个端口（接收数据的端口和发送数据的端口）进行通讯，所有的端口分享固有的带宽。1、“共享”与“交换”数据传输技术要明白交换机的优点我们首先就必须明白交换机的基本工作原理，而交换机的工作原理其实最根本的是要理解“共享”（Share）和“交换”（Switch）这两个概念。可以把“共享”和“交换”理解成公路。“共享”方式就是来回车辆共用一个车道的单车道公路，而“交换”方式则是来回车辆各用一个车道的双车道公路。2、数据通信的方式交换机具有MAC地址学习功能，它会把连接到自己端口的MAC地址记住，形成一个节点与MAC地址对应表。凭这样一张表，从一个端口发过来的数据，其中会含有目的地的MAC地址，交换机在自己缓存中的MAC地址表里寻找与这个数据包中包含的目的MAC地址对应的节点，找到以后，便在这两个节点间架起了一条临时性的专用数据传输通道，这两个节点便可以不受干扰地进行通信了。注意交换机档次越低，交换机的缓存就越小，保存MAC地址所准备的空间也就越小，能记住的MAC地址数也就越少。通常一台交换机都具有1024个MAC地址记忆空间交换机的数据通信原理简单说明如下：当交换机从某一节点收到一个以太网帧后，将立即在其内存中的地址表（端口号一MAC地址）进行查找，以确认该目的MAC的网卡连接在哪一个节点上，然后将该帧转发至该节点。如果在地址表中没有找到该MAC地址，也就是说，该目的MAC地址是首次出现，交换机就将数据包广播到所有节点。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后，将立即做出应答，从而使交换机将其节点的“MAC地址”添加到MAC地址表中。换言之，当交换机从某一节点收到一个帧时（广播帧除外），将对地址表执行两个动作，一是检查该帧的源MAC地址是否已在地址表中，如果没有，则将该MAC地址加到地址表中，这样以后就知道该MAC地址在哪一个节点；二是检查该帧的目的MAC地址是否已在地址表中，如果该MAC地址已在地址表中，则将该帧发送到对应的节点即可，而不必像集线器那样将该帧发送到所有节点，只须将该帧发送到对应的节点，从而使那些既非源节点又非目的节点的节点间仍然可以进行相互间的通信，提供了比集线器更高的传输速率。如果该MAC地址不在地址表中，则将该帧发送到所有其它节点（源节点除外）。那么，交换机的地址表是怎样建立起来的呢？学习！交换机根据以太网帧中的源MAC地址来更新地址表。当一台计算机打开电源后，安装在该系统中的网卡会定期发出空闲包或信号，交换机即可据此得知它的存在以及其MAC地址，这就是所谓自动地址学习。由于交换机能够自动根据收到的以太网帧中的源MAC地址更新地址表的内容，所以交换机使用的时间越长，学到的MAC地址就越多，未知的MAC地址就越少，因而广播的包就越少，速度就越快。交换机不会永久性地记住所有的端口号一MAC地址关系。网络管理员为交换机设定了一个自动老化时间(Auto—aging)，若某MAC地址在一定时间内(默认为300秒)不再出现，那么，交换机将自动把该MAC地址从地址表中清除。当下一次该MAC地址重新