什么是交換機(jī)

 交換機(jī)(switch)，該設(shè)備是局域網(wǎng)應(yīng)用最廣的一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

1.交換機(jī)工作層面及功能

交換機(jī)工作于OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層。其不同型號(hào)、不同品牌以及擁有接人端口數(shù)量各不相同，圖3-9給出的是一臺(tái)有16接口的交換機(jī).




主要功能有兩點(diǎn)：

(1)快速交換功能:發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)通過(guò)交換機(jī)連接，數(shù)據(jù)幀可直接由源MAC地址快速交換到目的MAC地址。

(2)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能:在數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)前先送人交換機(jī)的內(nèi)部緩沖。這種具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)類(lèi)型的交換機(jī)可對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行差錯(cuò)檢查，可過(guò)濾掉有問(wèn)題的數(shù)據(jù)幀。

2.交換機(jī)工作原理

交換機(jī)不僅內(nèi)置一個(gè)MAC地址交換表，而且在其背部底板上有一條帶寬很高的北京網(wǎng)站制作傳輸總線和內(nèi)置交換矩陣，見(jiàn)圖3-10。交換機(jī)的所有端口都直接掛接在這條背部總線上。 當(dāng)交換機(jī)一個(gè)端口收到數(shù)據(jù)幀后，該處理端口會(huì)在內(nèi)置"MAC地址交換表”查找，以確定目的MAC所在的端口，然后通過(guò)內(nèi)置交換矩陣快速地將數(shù)據(jù)頓交換到目的端口上;若目的MAC在“MAC地址交換表”中不存在或是廣播地址，則交換機(jī)以廣播方式將數(shù)據(jù)幀送到除本接收端口以外的其他所有端口上。

交換機(jī)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)多端口的網(wǎng)橋，每個(gè)端口都包含一個(gè)MAC實(shí)體，但都不再使用，也就是說(shuō)交換機(jī)可以沒(méi)有MAC地址。當(dāng)每個(gè)端口均直接與主機(jī)相連時(shí)，各主機(jī)之間可在全雙工方式下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

如圖3-11所示，是一個(gè)由交換機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)。上端接人設(shè)備是交換機(jī)，下端接人設(shè)備是集線器.主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送數(shù)據(jù)頓，交換機(jī)端口El接收到A發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，查詢MAC地址交換表得知B位于端口E2，則交換機(jī)通過(guò)內(nèi)置的交換矩陣直接將數(shù)據(jù)幀交換到端口E2上。

由上述可知，交換機(jī)的每一端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，其上連接的節(jié)點(diǎn)可獨(dú)自享有該端口的全部帶寬，無(wú)須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用。也就是說(shuō)，交換機(jī)的一個(gè)端口是一個(gè)沖突域.如主機(jī)X,Y,Z通過(guò)集線器共享端口E3(見(jiàn)MAC交換表)，位于一個(gè)沖突域。但是，交換機(jī)不阻隔廣播，由交換機(jī)連接的所有節(jié)點(diǎn)依然位于同一廣播域。

【問(wèn)答】交換機(jī)的每個(gè)端口位于一個(gè)沖突域。一臺(tái)16端口的交換機(jī)，在同一時(shí)刻可進(jìn)行并發(fā)通信是多少?答案:可以有8對(duì)同時(shí)進(jìn)行并發(fā)通信。

3.交換衰的生成

交換機(jī)的MAC地址交換表與網(wǎng)橋的橋接表一樣，開(kāi)始是空的，也是通過(guò)“自學(xué)習(xí)”過(guò)程建立起來(lái)的。當(dāng)交換機(jī)收到一數(shù)據(jù)幀后，自動(dòng)會(huì)將該數(shù)據(jù)幀的源發(fā)MAC地址與對(duì)應(yīng)的端口映射一一記錄下來(lái);對(duì)數(shù)據(jù)幀的目的MAC無(wú)法決策時(shí)(即不知道目的MAC連接在哪個(gè)端口)，則采用泛洪法向接收此數(shù)據(jù)幀端口以外的其他端口廣播，最后生成一完整的交換表。