交換機(jī)的工作原理和作用是什么
交換機(jī)(英文:Switch,意為“開關(guān)”)是一種用于電信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號通路。最常見的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。其他常見的還有電話語音交換機(jī)、光纖交換機(jī)等。那么。交換機(jī)的工作原理是什么呢?交換機(jī)的作用有哪些呢?
一、交換機(jī)的工作原理
1.交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射,并將其寫入MAC地址表中。
2.交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較,以決定由哪個端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
3.如數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中,則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過程稱為泛洪(flood)。
4.廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。
二、交換機(jī)的作用
1.學(xué)習(xí)/獲取:交換機(jī)會學(xué)習(xí)收到的數(shù)據(jù)幀的源MAC地址;
1>當(dāng)交換機(jī)從某個端口收到數(shù)據(jù)幀時,會讀取幀的源MAC地址并在MAC表中填入該MAC地址及其對應(yīng)的端口。
2.過期:通過學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)到的MAC條目具有時間戮,此時間戮用于從MAC表中刪除舊條目。
1>當(dāng)某個條目在MAC表中創(chuàng)建之后,就會使用其時間戮作為起始值開始遞減計數(shù)。計數(shù)值到0后,條目被刪除;
2>如果在條目被刪除之前,交換機(jī)從相同端口收到同一源MAC的幀時,將會刷新表中的該條目;
3>在時間戮計數(shù)值到0后,仍未從該端口收到該源MAC的幀時,條目將被刪除。
3.泛洪:交換機(jī)將幀發(fā)送到除接收端口以外的其它所有端口的過程稱為泛洪。
1>當(dāng)收到目的MAC地址不在MAC表中的數(shù)據(jù)幀時,交換機(jī)不知道該往哪一個端口發(fā)送該幀,此時會泛洪;
2>當(dāng)收到目的MAC地址為廣播地址的幀時,會泛洪;
3>當(dāng)收到目的MAC地址為組播(多播)地址的幀時,會泛洪。
4.選擇性轉(zhuǎn)發(fā):檢查幀的MAC地址后,將幀從適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去的過程稱為選擇性轉(zhuǎn)發(fā)。
1>交換機(jī)收到數(shù)據(jù)幀后,如果該幀的MAC地址在MAC表中,則將幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)端口,而不是泛洪到所有端口。
5.過濾:在某些情況下,幀不會被轉(zhuǎn)發(fā)。
1>交換機(jī)不會將幀轉(zhuǎn)發(fā)到接收幀的端口;
2>交換機(jī)會丟棄損壞的幀而不轉(zhuǎn)發(fā),如沒有通過CRC校驗(yàn)的幀等;
3>由于某些安全設(shè)置幀不會被交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā),如基于MAC地址的ACL、VLAN等。