交換原理釋義

2019-11-05 01:36:36

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供稿：網(wǎng)友

　　所謂交換，就是將分組(或幀)從一個(gè)端口移到另一個(gè)端口的簡(jiǎn)單動(dòng)作。如何作出移動(dòng)決定就已經(jīng)確定了是用交換機(jī)還是路由器。假如用的是OSI 模型的第二層，那么就要用到交換機(jī)或網(wǎng)橋，假如是OSI 模型的第三層，那就要用到路由器（或三層交換機(jī)）。
　　MAC地址：
　　數(shù)據(jù)鏈路層包含2個(gè)子層：邏輯鏈路控制( LLC )和介質(zhì)訪問(wèn)控制( MAC )。MAC 子層決定該層的硬件地址，這個(gè)地址是和網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)的，所以無(wú)論將那個(gè)硬件插入到網(wǎng)絡(luò)的何處，它有相同的MAC 地址(也就是MAC地址不隨網(wǎng)絡(luò)的改變而改變)，無(wú)論網(wǎng)絡(luò)地址是什么。供給商通常指定其產(chǎn)品的MAC 地址。在Ethernet 策略中，將一系列的Ethernet MAC 地址分配給供給商，然后它們將不同的地址分配給生產(chǎn)的每個(gè)接口。
　　　　Ethernet MAC 地址包含12 位。前面的6 位(組織標(biāo)識(shí)符或OUI )是由IEEE 分配給供給商的特定的編號(hào)，剩下的6 位是系列號(hào)。這樣的結(jié)果就是，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口插件可以在任何給定的局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上有不同的MAC 地址。
　　交換原理：
　　MAC地址表顯示了主機(jī)的MAC地址與以太網(wǎng)交換機(jī)端口映射關(guān)系，指出數(shù)據(jù)幀去往目的主機(jī)的方向。當(dāng)以太網(wǎng)交換機(jī)收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，將收到數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址與MAC地址表進(jìn)行查找匹配。假如在MAC地址表中沒(méi)有相應(yīng)的匹配項(xiàng)，則向除接收端口外的所有端口廣播該數(shù)據(jù)幀，有人將這種操作翻譯為泛洪（Flood，泛洪操作廣播的是普通數(shù)據(jù)幀而不是廣播幀）。在我們測(cè)試過(guò)的交換機(jī)中，有的除了能夠?qū)V播幀的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行限制之外，也能對(duì)泛洪這種操作進(jìn)行限制。
　　而當(dāng)MAC地址表中有匹配項(xiàng)時(shí)，該匹配項(xiàng)指定的交換機(jī)端口與接收端口相同則表明該數(shù)據(jù)幀的目的主機(jī)和源主機(jī)在同一廣播域中，不通過(guò)交換機(jī)可以完成通信，交換機(jī)將丟棄該數(shù)據(jù)幀。否則，交換機(jī)將把該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。
　　交換機(jī)還將檢查收到數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，并查找MAC地址表中與之相匹配的項(xiàng)。假如沒(méi)有，交換機(jī)將記錄該MAC地址和接收該數(shù)據(jù)幀的端口，并激活一個(gè)定時(shí)器。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)作地址學(xué)習(xí)。由于有限的物理存儲(chǔ)器，所有的交換機(jī)只能學(xué)習(xí)到2的48次冪中的一個(gè)很小子集，所以交換機(jī)只學(xué)習(xí)那些活動(dòng)的MAC地址（不同的廠商的不同設(shè)備，其MAC地址的容量也是不相同的，MAC地址的容量也是交換機(jī)的一個(gè)比較重要的指標(biāo)），這個(gè)定時(shí)器一般就是我們?cè)谂渲媒粨Q機(jī)時(shí)的Age Time選項(xiàng)，一般我們都可以配置這一定時(shí)器的時(shí)間長(zhǎng)度。在定時(shí)器到時(shí)的時(shí)候，該項(xiàng)記錄將從MAC地址表中刪除，這叫做老化(Aging)。而假如接收的數(shù)據(jù)幀的源MAC地址在MAC地址表中有匹配項(xiàng)，交換機(jī)將復(fù)位該地址的定時(shí)器。
　　假如交換機(jī)不能夠正確的學(xué)習(xí)MAC地址，則有可能造成數(shù)據(jù)包丟失還有泛洪現(xiàn)像的發(fā)生，非凡是大量泛洪現(xiàn)像發(fā)生會(huì)影響交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)性能，類(lèi)似廣播風(fēng)暴對(duì)交換機(jī)的影響。

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