交换机基础知识大全

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1、交换机基础知识一、交换机定义：交换(switching)是按照通信两端传输信息的耑要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机(switch)就是一种在通信系统屮完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时被称为多端口网桥。许多新型的Client/Server应用程序以及多媒体技术的出现，导致丫传统的共享式网络远远不能满足要求，这也

2、就推动了局域网交换机的出现。局域网交挽机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连按,局域网交换机一般拥有一个或几个高速端U，如100M以太网端口、FDD1端口或155MATM端口，从而保证.整个网络的传输性能在计算机网络系统屮，交换概念的提出改进了共享工作模式。而HUB集线器就是一种物理层共享设备，HUB本身不能识别MAC地址和IP地址，当同一局域网闪的A主机给B主机

3、传输数据吋，数据包在以HUB为架构的M络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据报头的MAC地址来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。通俗的说，普通交换机是不带管理功能的，一根进线，其他接口接到电脑上就可以了。二、交换机原理：工作在数据链路层，交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口

4、上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域，但它不能划分网络层广播，即广播域。传统的交换机本质上是具有流量控制能力的多端口网桥，即传统的(二层)交换机。把路由技术引入交挽机，可以完成网络层路由选择，故称为三层交换，这是交换机的新进展。交换机(二层交挽)的工作原理交换机和网桥一样，是工作在链路层的联

5、网设备，它的各个端口都具有桥接功能，每个端口可以连接一个LAN或一台高性能网站或服务器，能够通过自学习来了解毎个端II的设备连接情况。所有端口由专用处理器进行控制，并经过控制管理总线转发信息。同时可以用专门的网管软件进行集屮管理。除此之外，交换机为了提髙数裾交换的速度和效率，一般支持多种方式。(1)存储转发：所有常规网桥都使川这种方法。它们在将数据帧发柱其他端口之前，要把收到的帧完全存储在内部的存储器中，对其检验后再发往其他端U，这样其延时等于接收一个完整的数据帧的时间及处理时间的总和。如果级联很长时，会导致严重的性能问题，但这种方法可以过滤掉错误

6、的数据帧。(2)切入法：这种方法只检验数据帧的目标地址，这使得数据帧几乎马上就可以传出去，从而大大降低延时。其缺点是：错误帧也会被传出去。错误帧的概率较小的情况下，可以采用切入法以提高传输速度。而错误帧的概率较大的情况下，可以采川存储转发法/以减少错误帧的重传。三、交换机的特性通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和信息处理。利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加

7、每个用户的川'用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。巾于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能：(1)通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。(2)将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个丁.作纟11，有效地解决拥挤现像。这种方法人们称之为网络微分段(Micro—segmentation)技术。(3)虚拟网(VirtualLAN)技

8、术的出现，给交换机的使川和管理带来了更大的灵活性。我们将在后面专门介绍虚拟网。(4)端口密度可以与集线器相媲美一般的网络系