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以太交換機的基本功能

發(fā)布時間： 2022-09-08

以太交換機的基本功能，交換機是一種為數(shù)據(jù)幀選擇一條線路并且把它發(fā)送出去的網(wǎng)絡設備，它工作在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層上。

交換機的主要工作有三個方面：

● 學習MAC地址。

● 數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)/過濾決策。

● 維持網(wǎng)絡無交換環(huán)路。

在這里我們主要講解交換機學習MAC地址和數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)/過濾決策的功能，交換機維持網(wǎng)絡無交換環(huán)路的功能將在第15章中詳細講解。

交換機有時被稱為多端口橋。它可以基于MAC地址進行數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)/過濾決策，所以交換機是二層設備。

Hub不具有學習MAC地址的能力，它只能向所有的端口廣播數(shù)據(jù)幀，而不能根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址有選擇性地將它轉(zhuǎn)發(fā)。圖1描述了Hub的工作過程。



圖1 Hub的工作過程

從圖1中我們可以看出，當主機A向主機B發(fā)出數(shù)據(jù)幀時，Hub無法確定主機B的位置，只能向所有的接口廣播該數(shù)據(jù)幀。這種操作實際上和總線型的以太網(wǎng)絡沒什么區(qū)別。所以，我們說Hub是物理層設備，它不能根據(jù)MAC地址對數(shù)據(jù)幀進行過濾。連接在Hub上的主機都在同一個沖突域里，當一臺主機發(fā)送數(shù)據(jù)時，其他主機都不能向網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)，所以使用Hub的網(wǎng)絡是比較慢的。

而交換機可以學習MAC地址，它的工作過程如圖2所示。



圖2 交換機的工作過程

為了有效地交換數(shù)據(jù)幀，交換機維護著一個MAC地址表。交換機通過不斷地學習MAC地址和將MAC地址與交換機端口的映射關系保存在該表里的方法，了解交換網(wǎng)絡里主機的物理位置，從而可以將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到特定的端口，不用像Hub一樣廣播數(shù)據(jù)幀。

交換機的主要特點是可以分開沖突域，交換機的每一個端口都是一個沖突域，連接在交換機上的主機之間不必再使用CSMA/CD檢查沖突，多臺主機可以同時收發(fā)數(shù)據(jù)。同時，交換機的每個端口都有獨立的帶寬，可以為連接在端口上的主機提供更好的網(wǎng)絡性能。

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