交换机的原理

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1 什么是交换机?

交换机(Switch)意为“开关”是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。(提供更多的接口)

2 交换机的工作原理

交换机位于OSI参考模型中的第二层(数据链路层),交换机的工作依赖于对MAC地址的识别(所有的网络设备都有一个唯一的MAC地址,通常是由厂商直接烧录进网卡中)。

当交换机从其某个端口收到一个数据包时,先读取包头中的源MAC地址(即发送该数据包的设备网卡的MAC地址),将该MAC地址和端口对应起来添加到交换机内存里的地址表中;然后再读取包头中的目的MAC地址,对照内存里的地址表看该MAC地址与哪个端口对应,如果地址表中有该MAC地址的对应端口,则将该数据包直接复制到对应的端口上,如果没有找到,则将该数据帧作为一个广播帧发送到所有的端口,对应的MAC地址设备会自动接受该帧数据,同时,交换机将接受该帧数据的端口与这个目的MAC地址对应起来放入内存中的地址表中。

3 mac地址

第八位为0-物理地址(单播地址)

第八位为1-逻辑地址(组播地址)

发送数据的3种方法

1、单播—–一对一通信—–QQ私聊

2、组播——一对部分感兴趣设备—-QQ群聊

3、广播—–一对所有设备—系统的广告

4、

数据链路层广播MAC—FF-FF-FF-FF-FF-FF


FF-FF-FF-FF-FF-FF 48 个1


255.255.255.255 32个1


帧格式

Type/Length(类型)值大于0600—Type—-体现上层协议的类型(Type=0x0800–网络层为IPv4,Type=0x86dd–网络层为IPv6,Type=0x0806–ARP)

数据字段—-范围是46字节—1500字节(1500字节—-MTU(最大传输单元))


4 交换机的转发原理及四大功能


转发原理:

1.PCA会发送数据帧给交换机

2.交换机收到 PCA发送的数据帧,查找 mac地址表

3.如果有对应的mac地直接转发

4.没有就广播

5.pcB会回复自己的mac 地址给交换机形成mac地址表

6.下次就以单播的形式,进行通讯


四大功能

  1. 学习功能———数据帧经过交换机,交换机会自动学习数据帧的源mac地址

  2. 转发功能———数据帧经过交换机,会在mac表中查找数据帧的目的mac,查找成功,会从相应的接口转发数据

  3. 查询功能(泛洪)———数据帧经过交换机,会在mac表中查找数据帧的目的mac,查找失败,会从所有接口转发相同数据(泛洪)

  4. 刷新功能———交换机默认300s刷新一次mac地址表



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