局域网交换技术及应用-交换机工作原理

交换机工作原理一、共享式以太网的缺陷共享传输通道处于同一个冲突域的所有网络站点共享一条公共的传输通道，任何时候最多只允许一个站点发送数据。处于同一个冲突域的所有网络站点共享带宽，每个站点只能得到系统带宽的一小部分。若系统带宽固定为B，则N个站点每个站点获得的带宽为B/N随着用户的增多，每个站点的带宽在减少。一、共享式以太网的缺陷共享带宽共享式局域网带来的问题半双工机制，使网络延时增加。随着设备及接入量正增加，网络性能急剧下降。由于平分带宽的机制，使其不能提供足够的内网带宽。降低了带宽利用率。一、共享式以太网的缺陷二、交换式以太网概述交换式以太网(SwitchingEthernet)交换式以太网是指以以太网帧为数据交换单位，以交换设备为基础，构成的网络。三、交换式以太网的特点使用以太网交换机进行二层组网内网环境中各站点独享带宽隔离冲突域实现全双工通信不受CSMA/CD机制约束四、以太网交换机以太网交换机是用来连接局域网的主要设备交换机采用存储转发机制，能够根据以太网帧中目标地址智能的转发数据。工作在TCP/IP模型第二层的设备。交换机各接口能够分割冲突域，实现全双工通信。四、以太网交换机注意：五、交换机转发原理依据原MAC地址进行自学习。收到未知单播帧或广播帧均会采取“泛洪”动作。收到已知单播帧进行“转发”操作。收到错误帧会丢弃该帧。接口1接口2S11334422AB接口1接口2data接口3接口3主机11给主机33发送一个数据帧：目标地址：33源地址：11SAMAC地址接口号S交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作：交换机A首先查找MAC地址表，发现是空表。交换机A根据原MAC地址进行自学习，将MAC地址11以及收到该帧的接口编号写入表内。11111334422AB接口1接口1接口2接口2接口3接口3SSdatadata“泛洪”交换机A采取“泛洪”动作将该数据帧复制多份，向除了本接口外的所有接口发送。BMAC地址接口号S交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作：交换机B首先查表，也是空表。交换机B根据数据帧的源MAC地址进行自学习。113334422AB接口1接口1接口2接口2接口3接口311SSdatadatadata“泛洪”丢弃该帧最后主机33，接收到数据帧；主机44，丢弃数据帧。丢弃该帧交换机B采取“泛洪”动作将该数据帧复制多份，向除了本接口外的所有接口发送。同时主机22也会收到该数据帧，并查看数据包的目标MAC地址，发现该帧不是发送给自己的，丢弃该帧。S334422AB接口1接口1接口2接口2接口3接口311Sdata这时，主机33要给主机11回帧：目标地址：11源地址：33BMAC地址接口号S交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作：113交换机B查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播转发数据到接口3，并发送给交换机A。331交换机B根据数据帧的源MAC地址进行自学习。AMAC地址接口号S交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作：113交换机A查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播转发数据到接口1。SS334422AB接口1接口1接口2接口2接口3接口311在这个过程中，交换机的MAC地址表中已经学到了需要的条目，则不需要泛洪动作，直接以单播的方式，转发数据帧。data最后主机11，收到数据帧。交换机在不断的转发数过程中，其他接口利用源MAC地址学习的方法在MAC地址表中不断添加新的MAC地址与接口编号的对应信息，直到MAC地址表添加完整如下图所示。AMAC地址接口号111443222333MAC地址接口号11344222333