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以太网交换机工作原理

2017/12/25 9:35:31点击数(0)已有0人评论 加入收藏

以太网交换机工作原理

  以太网交换机(以下简称交换机)ittoday.com.cn" target="_self">h3c是工作在数据链路层的设备,外表和接口与HU日相似。它通过判断数据帧的目的MAC地址,从而将帧从合适的端口发送出去。交换机的冲突域仅局限于交换机的一个端口上。比如,一个站点向网络发送数据,集线器将会向所有端口转发,而交换机将通过对帧的识别,只将帧单点转发到目的地址对应的端口,而不是向所有端口转发,从而有效地提高了网络的可利用带宽。那么以太网交换机是如何实现数据帧的单点转发的呢?

  它是通过MAC地址的学习和维护更新机制来实现的。以太网交换机的主要功能除了MAC地址学习,帧的转发和过滤外,还包括避免回路。在这一节中,我们将讲述地址学习和帧的转发和过滤的功能,回路避免的功能将在后面章节的生成树协议中讲解。

1.交换机数据帧的转发

    交换机的每个端口独享带宽。例如一个带宽为100Mbps的交换机有10个端口,每个端口的带宽都为1 OOM。而HUB的所有端口共享带宽,同样一个带宽为100Mbps的HUB,如果有10个端口,则这10个端口共享1 OOM的带宽。


网络同时传送两个数据:

(1) PC1发送一个数据给PC2

(2) PC 11发送一个数据给PC12

   PC1和PC2使用带宽100Mbps的HUB连接,当PC1发送数据时,PC2到PC10主机都

会收到这个数据,它们共享1 OOM的带宽。当数据经由HUB传向交换机A后,交换机A将不再向其它端口转发。

  PC11直接连接在交换机A上,因此它独享1 OOM带宽。PC11经由交换机A和交换机B

向连接PC12的端口转发数据帧。 现在有一个问题,即PC11是如何知道PC12具体连接在交换机的哪一个端口上的呢?我们留意一下在机房里,我们将一台主机用网线随意连接在交换机的任一端口上,稍等片刻网络就可以通信了。实际上,在这一等待时间内,交换机已经为我们自动配置好了通信的条件。交换机实现这一功能的方法是:在交换机中建立一张表(称为MAC地址表),MAC地址表记录网络中所有MAC地址与端口的对应信息,某一数据帧需要转发时,交换机根据该数据帧的目的MAC地址查找MAC地址表,得到该地址对应的端口,也即获知该MAC地址的设备是连接在交换机的哪个端口上,然后从该端口转发数据。有人会问,如果交换机中的MAC地址表信息不全或为空呢?例如第一次使用的新交换机?交换机也考虑到这种情况,如果交换机不能够

根据MAC地址表确定目的主机连接在交换机的哪个端口,就像日U日一样,将这个帧向除了接收该帧以外的所有端口转发。

  如果PC1 (MAC地址为M1)要发送一帧给PC4 < MAC地址为M4),具体的帧转发过程为: PC1构造一个包含如下字段的数据帧,并将其从网络接口发送出去。如图4-14,其中M4为目的主机PC4的MAC地址;M1为本机的MAC地址;长度指示随后的数据字段中除去最后的填充和校验和以外的有效数据的长度。

  交换机接收到这个数据帧以后,读出该帧的目的MAC地址M4,并利用M4作为查找MAC地址表的索引,匹配的端口号是EO/16 < E表示以太口,0表示第0个模块,16表示第16个端口,所以EO/16表示第0个模块的第16个端口),然后就将该帧从EO/16发出去。

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