德國(guó)赫斯曼HIRSCHMANN交換機(jī)工作原理及其分類
一、交換機(jī)的工作原理
1.交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射，并將其寫(xiě)入MAC地址表中。
2.交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個(gè)端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
3.如數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過(guò)程稱為泛洪（flood）。
4.廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。
二、交換機(jī)的三個(gè)主要功能
以太網(wǎng)交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來(lái)存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。
轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時(shí)，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口（如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口）。
消除回路：當(dāng)交換機(jī)包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)生成樹(shù)協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)允許存在后備路徑。
三、交換機(jī)的工作特性
1.交換機(jī)的每一個(gè)端口所連接的網(wǎng)段都是一個(gè)獨(dú)立的沖突域。
2.交換機(jī)所連接的設(shè)備仍然在同一個(gè)廣播域內(nèi)，也就是說(shuō)，交換機(jī)不隔絕廣播（惟一的例外是在配有VLAN的環(huán)境中）。
3.交換機(jī)依據(jù)幀頭的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，因此說(shuō)交換機(jī)是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（此處所述交換機(jī)僅指?jìng)鹘y(tǒng)的二層交換設(shè)備）。
四、交換機(jī)的分類
依照交換機(jī)處理幀時(shí)不同的操作模式，主要可分為兩類：
存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)：交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)之前必須接收整個(gè)幀，并進(jìn)行錯(cuò)誤校檢，如無(wú)錯(cuò)誤再將這一幀發(fā)往目的地址。幀通過(guò)交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延隨幀長(zhǎng)度的不同而變化。
直通式：交換機(jī)只要檢查到幀頭中所包含的目的地址就立即轉(zhuǎn)發(fā)該幀，而無(wú)需等待幀全部的被接收，也不進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)。由于以太網(wǎng)幀頭的長(zhǎng)度總是固定的，因此幀通過(guò)交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延也保持不變。
五、二、三、四層交換機(jī)
多種理解的說(shuō)法：
二層交換（也稱為橋接）是基于硬件的橋接。基于每個(gè)末端站點(diǎn)的*MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。二層交換的高性能可以產(chǎn)生增加各子網(wǎng)主機(jī)數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。其仍然有橋接所具有的特性和限制。
三層交換是基于硬件的路由選擇。路由器和第三層交換機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)包交換操作的主要區(qū)別在于物理上的實(shí)施。
四層交換的簡(jiǎn)單定義是：不僅基于MAC（第二層橋接）或源/目的地IP地址（第三層路由選擇），同時(shí)也基于TCP/UDP應(yīng)用端口來(lái)做出轉(zhuǎn)發(fā)決定的能力。其使網(wǎng)絡(luò)在決定路由時(shí)能夠區(qū)分應(yīng)用。能夠基于具體應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分。它為基于策略的服務(wù)質(zhì)量技術(shù)提供了更加細(xì)化的解決方案。提供了一種可以區(qū)分應(yīng)用類型的方法。
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