以太网交换机浅析

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1、课题：以太网交换机浅析班级：成员：以太网交换机浅析小组成员：孙雅坤、袁鹭、张颖杰、付敏班级：热能103班摘要：本文简单讲解了以太网交换机的发展起源以及工作原理，并为大家提供里交换机的选购标准以供参考关键词：以太网交换机，交换，原理，分类引言：随着网络技术的不断发展，人们对于网络的依赖程度越来越高，在生活工作的各个方面，处于同一空间的人们都需要共享网络资源，然而随着通信量和用户数的增加，传统的共享式以太网已经不能满足人们的需求，以太网交换机应运而生。1．交换机的起源和发展“交换机”是一个舶来词，源自英文“Switch”，原意是“开关”，我国技术界在引入这个词汇时，翻

2、译为“交换”。在英文中，动词“交换”和名词“交换机”是同一个词（注意这里的“交换”特指电信技术中的信号交换，与物品交换不是同一个概念）。交换和交换机最早起源于电话通讯系统(PSTN)，交换是按照通信两端传输信息的需要，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。电话增多后，要使每个拥有电话的人都能相互通信，我们不可能每两台电话机之间有拉上一根线。于是人们设立了电话局，每个电话用户都接一根线到电话局的一个大电路板上。当A希望和B通话时，就请求电话局的接线员接通B的电话。接线员用一根导线，一头插在A接到电路板上的孔，另一头插到B的孔

3、，这就是“接续”，相当于临时给A和B拉了一条电话线，这时双方就可以通话了。当通话完毕后，接线员将电线拆下，这就是“拆线”。整个过程就是“人工交换”，它实际上就是一个“合上开关”和“断开开关”的过程。因此，把“交换”译为“开关”从技术上讲更容易让人理解。在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。广义的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。2.交换机的分类从网络覆盖范围上可分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及

4、网络打印机等。从传输介质和传输速度上可分为：以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。从工作协议层上划分可分为：第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。3.以太网交换机的工作原理a)工作原理交换机的所有的端口都挂接在一条背部总线上，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若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应

5、后交换机会“学习”新的地址，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MAC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，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。以太网交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时,节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就

6、等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。b)交换技术——帧交换（1）Cut-through(直通交换方式)只检查数据包的包头（通常14字节）中目的地址，一确认即开始传送(不需要存储，延迟最小，无检错功能）（2）StoreandForward(存储转发方式)接收端口将传送来的整个数据包完整接收下来后存储在缓冲区中，然后进行检错，只有完好的数据包才能得以向目的地址转发。应用最广泛。优点：无错转发，支持不同速度端口间的转发，改善网络性能缺点：延迟最大（3）FragmentFree（碎片隔离方式，

7、ModifiedCut-through）传送时会检查是否有冲突（少于64字节的“残帧”）发生，若有则丢弃该包——中等延迟，广泛应用于低档交换机。c)转发决策交换机的转发决策有三种操作：丢弃、转发和扩散。　丢弃：当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃。转发：当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发。扩散：当某端口下的主机访问未知端口下的主机时要扩散。而每个操作都要记录下发包端的MAC地址，以备其它主机的访问。d)交换机与集线器的区别就以太网设备而言，交换机和集线器的本质区别就在于：当A发信息给B时，如果通过集线器，则接入集线器的所有网络节点都会收到这条信息

8、（也就是以