交换机的工作原理

交换机的工作原理

1.交换机定义

2.交换机给工作原理

3.交换机的作用

 

 

1.交换机的定义

• 交换是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。
• 交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机 。
• 广域的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层 。
• 交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。
• 实际上，交换机有时被称为多端口网桥。
• 网络交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。
• 随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升态势。
• 它具有性价比高、高度灵活、相对简单和易于实现等特点。

2.交换机的工作原理

交换机是基于以太网、光纤、异步传输模式 (ATM) 和InfiniBand等网络的常见组件。交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域。

 

3.交换机的作用

• 学习功能  数据帧经过交换机，交换机会自动学习数据帧的源mac地址
• 转发功能 数据帧经过交换机，会在mac表中查找数据帧的目的mac，查找成功，会从相应的接口转发数据
• 查询功能（泛洪） 数据帧经过交换机，会在mac表中查找数据帧的目的mac，查找失败，会从所有接口转发相同数据（泛洪）
• 刷新功能 交换机默认300s刷新一次mac地址