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發(fā)布時(shí)間:2021-01-08 07:36  
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交換機(jī)
交換機(jī)英文名稱為Switch,也稱為交換式集線器,是一種基于MAC地址識(shí)別,能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址,并把其存放在內(nèi)部地址表中,通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑,使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。
交換機(jī)的工作特點(diǎn):
擁有一條很高帶寬的背板總線和內(nèi)部交換矩陣·所有的端口都掛接在這條背板總線上
控制電路收到數(shù)據(jù)包以后,處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC地址的網(wǎng)卡(NIC)掛接在哪個(gè)端口上,通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口目的MAC若不存在才廣播到所有的端口,接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址,并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。
交換機(jī)中的術(shù)語介紹
1. MAC地址老化時(shí)間
交換機(jī)中各端口具有自動(dòng)學(xué)習(xí)地址的功能,通過端口發(fā)送和接收的幀的源地址(源MAC地址、交換機(jī)端口號(hào))將存儲(chǔ)到地址表中。老化時(shí)間是一個(gè)影響交換機(jī)學(xué)習(xí)進(jìn)程的參數(shù)。從一個(gè)地址記錄加入地址表以后開始計(jì)時(shí),如果在老化時(shí)間內(nèi)各端口未收到源地址為該MAC地址的幀,那么,這些地址將從動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)地址表(由源MAC地址、目的MAC地址和它們相對(duì)應(yīng)的交換機(jī)的端口號(hào))中被刪除。靜態(tài)MAC地址表不受地址老化時(shí)間影響。
2. 靜態(tài)地址表
靜態(tài)MAC地址區(qū)別與一般的由學(xué)習(xí)得到的動(dòng)態(tài)MAC地址。靜態(tài)地址一旦被加入,該地址在刪除之前將一直有效,不受老化時(shí)間的限制。靜態(tài)地址表記錄了端口的靜態(tài)地址。靜態(tài)地址表中一個(gè)MAC地址對(duì)應(yīng)一個(gè)端口,如果設(shè)置,則所有發(fā)給這個(gè)地址的數(shù)據(jù)只會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)給該端口。也成為MAC地址綁定。
3.MAC地址過濾
MAC地址過濾是通過配置過濾地址,允許交換機(jī)對(duì)不期望轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過濾。當(dāng)被限制的MAC地址接入到交換機(jī)上,交換機(jī)將自動(dòng)過濾掉目的地址為這個(gè)地址的幀,以達(dá)到安全的目的。過濾地址表中的地址對(duì)所有的交換機(jī)端口都生效。已加入到過濾地址表中的地址不能被加入到靜態(tài)地址表中,也不能被端口動(dòng)態(tài)綁定。
交換機(jī)中的一些術(shù)語介紹
1、動(dòng)態(tài)MAC地址綁定
動(dòng)態(tài)地址綁定是指交換機(jī)的端口在動(dòng)態(tài)地址綁定狀態(tài)下,可以動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)MAC地址,但是可以學(xué)習(xí)地址的數(shù)目是受到限制的。當(dāng)端口學(xué)習(xí)到一個(gè)MAC地址后,立即被綁定,接著學(xué)習(xí)下一個(gè)地址。被綁定的地址不受老化時(shí)間的限制,會(huì)一直生效。端口學(xué)習(xí)到一定數(shù)目的地址后,就不再學(xué)習(xí)和綁定了。被端口綁定的MAC地址在該端口地址綁定功能被禁用或交換機(jī)重啟后才會(huì)被刪除。
2、端口安全
當(dāng)某個(gè)端口啟用端口安全后,該端口將不學(xué)習(xí)新的MAC地址,并且只轉(zhuǎn)發(fā)來已學(xué)習(xí)到的MAC地址的數(shù)據(jù)幀,其他的數(shù)據(jù)幀將被丟棄。判斷條件為:發(fā)往交換機(jī)的幀,如果其源地址為該端口的MAC地址表成員,則允許轉(zhuǎn)發(fā),否則將被丟棄。當(dāng)端口安全選擇“禁用”時(shí),該端口將恢復(fù)自動(dòng)學(xué)習(xí)新的MAC地址,轉(zhuǎn)發(fā)收到的幀。
工業(yè)交換機(jī)大多使用在工廠,環(huán)境惡劣,因此對(duì)工業(yè)交換機(jī)的要求就嚴(yán)格了許多,那么工業(yè)交換機(jī)在選擇的時(shí)候需要注意什么呢?
工業(yè)交換機(jī)實(shí)時(shí)性
在不同的應(yīng)用環(huán)境中,系統(tǒng)可以忍受的響應(yīng)時(shí)間與抖動(dòng)大不相同。自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)幀在從一臺(tái)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)至另一臺(tái)設(shè)備的每次過程中都會(huì)產(chǎn)生一定延遲。因此,選擇工業(yè)交換機(jī)首先需要考慮的是交換機(jī)對(duì)于數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)過程中的端口時(shí)延。
在標(biāo)準(zhǔn)的工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,系統(tǒng)可以容忍的響應(yīng)時(shí)間不超過10毫秒,為了控制數(shù)據(jù)幀從系統(tǒng)頂端到底部的累積時(shí)延,選擇交換機(jī)時(shí),應(yīng)當(dāng)注意交換機(jī)端口時(shí)延這一數(shù)值的不應(yīng)當(dāng)超過10微秒。