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發(fā)布時間:2021-09-11 12:29  
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交換機(jī)的工作原理
交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層,即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)內(nèi)部的CPU會在每個端口成功連接時,通過將MAC地址和端口對應(yīng),形成一張MAC表。在今后的通訊中,發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應(yīng)的端口,而不是所有的端口。因此,交換機(jī)可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播,即沖突域;但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播,即廣播域。
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交換機(jī)的二層交換介紹
二層交換技術(shù)的發(fā)展比較成熟,二層交換機(jī)屬數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備,可以識別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息,根據(jù)MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),并將這些MAC地址與對應(yīng)的端口記錄在自己內(nèi)部的一個地址表中。
具體的工作流程如下:
1) 當(dāng)交換機(jī)從某個端口收到一個數(shù)據(jù)包,它先讀取包頭中的源MAC地址,這樣它就知道源MAC地址的機(jī)器是連在哪個端口上的;
2) 再去讀取包頭中的目的MAC地址,并在地址表中查找相應(yīng)的端口;
3) 如表中有與這目的MAC地址對應(yīng)的端口,把數(shù)據(jù)包直接拷貝到這端口上;
4) 如表中找不到相應(yīng)的端口則把數(shù)據(jù)包廣播到所有端口上,當(dāng)目的機(jī)器對源機(jī)器回應(yīng)時,交換機(jī)又可以記錄這一目的MAC地址與哪個端口對應(yīng),在下次傳送數(shù)據(jù)時就不再需要對所有端口進(jìn)行廣播了。不斷的循環(huán)這個過程,對于全網(wǎng)的MAC地址信息都可以學(xué)習(xí)到,二層交換機(jī)就是這樣建立和維護(hù)它自己的地址表。

怎樣區(qū)分交換機(jī)和集線器
集線器上的所有端口爭用一個共享信道的帶寬,因此隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量的增加,數(shù)據(jù)傳輸量的增大,每節(jié)點的可用帶寬將隨之減少。集線器采用廣播的形式傳輸數(shù)據(jù),即向所有端口傳送數(shù)據(jù)。交換機(jī)上的所有端口均有獨(dú)享的信道帶寬,以保證每個端口上數(shù)據(jù)的快速有效傳輸。交換機(jī)為用戶提供的是獨(dú)占的、點對點的連接,數(shù)據(jù)包只被發(fā)送到目的端口,而不會向所有端口發(fā)送。
集線器是一種共享設(shè)備,本身不能識別目的地址,當(dāng)同一網(wǎng)內(nèi)的a主機(jī)向b主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)包在以hub為架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上以廣播方式傳輸,由每一臺終端通過驗證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收,同一時刻網(wǎng)絡(luò)上只能傳輸一組數(shù)據(jù)幀的通訊。此方式共享帶寬。交換機(jī)基于mac地址識別,能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)功能的設(shè)備。交換機(jī)可以學(xué)習(xí)mac地址,放在內(nèi)部地址表中,通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和接收者之間建立臨時的交換路徑,使數(shù)據(jù)從源地址到達(dá)目的地址。
交換機(jī)剛加電時網(wǎng)絡(luò)無法通信解決方式
交換機(jī)剛剛開啟的時候無法連接至其他網(wǎng)絡(luò),需要等待一段時間才可以。另外,需要使用一段時間之后,訪問其他計算機(jī)的速度才快,如果有一段時間不使用網(wǎng)絡(luò),再訪問的時候速度又會慢下來。
由于這臺交換機(jī)是一臺可網(wǎng)管交換機(jī),為了避免網(wǎng)絡(luò)中存在拓?fù)洵h(huán),從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓,可網(wǎng)管交換機(jī)在默認(rèn)情況下都啟用生成樹協(xié)議。這樣即使網(wǎng)絡(luò)中存在環(huán)路,也會只保留一條路徑,而自動切斷其他鏈路。所以,當(dāng)交換機(jī)在加電啟動的時候,各端口需要依次進(jìn)入、學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài),這個過程大約需要3~5分鐘時間。
如果需要迅速啟動交換機(jī),可以在直接連接到計算機(jī)的端口上啟動“PortFast”,使得該端口立即并且轉(zhuǎn)換至轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài),這樣設(shè)備可以立即連接到網(wǎng)絡(luò),避免端口由和學(xué)習(xí)狀態(tài)向轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)過渡而必須的等待時間。
如果需要在交換機(jī)加電之后迅速實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),可以禁用擴(kuò)展樹協(xié)議,或者將端口設(shè)置為PortFast模式。不過需要注意的是,這兩種方法雖然省略了端口檢測過程,但是一旦網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間產(chǎn)生拓?fù)洵h(huán),將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信癱瘓。
