以太網(wǎng)交換機(jī)的工作原理

以太網(wǎng)交換機(jī)是數(shù)據(jù)鏈路層的機(jī)器,，以太網(wǎng)使用物理地址(MAC地址)，48位,，6字節(jié),。其工作原理為：當(dāng)接受到一個(gè)廣播幀時(shí)，它會(huì)向除接受端口之外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā),。當(dāng)接受到一個(gè)單播幀時(shí),，檢查其目的地址并對(duì)應(yīng)自己的MAC地址表，如果存在目的地址,，則轉(zhuǎn)發(fā),，如果不存在則泛洪(廣播)，廣播后如果沒(méi)有主機(jī)的MAC地址與幀的目的MAC地址相同,，則丟棄,，若有主機(jī)相同，則會(huì)將主機(jī)的MAC自動(dòng)添加到其MAC地址表中,。

交換機(jī)分割沖突域,，每個(gè)端口獨(dú)立成一個(gè)沖突域。每個(gè)端口如果有大量數(shù)據(jù)發(fā)送,，則端口會(huì)先將收到的等待發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到寄存器中,，在輪到發(fā)送時(shí)再發(fā)送出去。

以太網(wǎng)交換機(jī)的特點(diǎn)

1,、以太網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)端口都直接與主機(jī)相連,，并且一般都工作在全雙工方式。

2,、交換機(jī)能同時(shí)連通許多對(duì)的端口,，使每一對(duì)相互通信的主機(jī)都能像獨(dú)占通信媒體那樣，進(jìn)行無(wú)沖突地傳輸數(shù)據(jù),。

3,、用戶(hù)獨(dú)占傳輸媒體的帶寬,，若一個(gè)接口到主機(jī)的帶寬是10Mbit每秒，那么有10個(gè)接口的交換機(jī)的總?cè)萘渴?00Mbit每秒,。這是交換機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn),。

以太網(wǎng)交換機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

1、VLAN技術(shù)

借助VLAN技術(shù)可以有效避免廣播數(shù)據(jù)的惡意攻擊,，造成廣播數(shù)據(jù)惡意攻擊的主要原因是因?yàn)橐蕴W(wǎng)交換機(jī)的沖突域和廣播域不一致,，在這樣的情況下，可以利用VLAN技術(shù)也就是局域網(wǎng)技術(shù),，通過(guò)限制廣播域范圍的方式解決這一問(wèn)題,。局域網(wǎng)技術(shù)可以有效分離通信量，讓帶寬得到更好的利用,，并且從邏輯角度出發(fā),，將實(shí)際的LAN基礎(chǔ)設(shè)施分割成多個(gè)子網(wǎng)。局域網(wǎng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用不僅可以解決廣播惡意攻擊問(wèn)題,，還有效增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)安全性,，不僅如此，VLAN技術(shù)的使用可以有效降低的移動(dòng)和變更成本,，在物理劃分子網(wǎng)的情況下,，快速的完成用戶(hù)變更，所需要的時(shí)間較短,。但是VLAN技術(shù)在實(shí)際使用中也存在一定的問(wèn)題,，比如：接口問(wèn)題，標(biāo)簽引入問(wèn)題,。

2,、信息流優(yōu)先級(jí)

在傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程中，多媒體數(shù)據(jù)和普通數(shù)據(jù)的傳輸方式不同,，多媒體數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能有著更高的要求,，想要提高多媒體數(shù)據(jù)傳輸性能，可以通過(guò)信息流優(yōu)先技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳播,。信息流分配優(yōu)先級(jí)的常用方法有兩種,，分別為：第一種，借助交換機(jī)完成對(duì)輸入信息流的確認(rèn),，然后分類(lèi)信息流并且分配相應(yīng)的優(yōu)先級(jí),，一般的三層以太網(wǎng)交換機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)這一方式。另一種,，利用終端給數(shù)據(jù)幀分配優(yōu)先級(jí),，并且將數(shù)據(jù)幀放置在相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中，按照優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā),。第二種方式,，可以讓源端和目的端之間通路上所有交換機(jī)識(shí)別優(yōu)先級(jí)標(biāo)志,。目前有兩個(gè)組織致力于指定信息流優(yōu)先級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，分別為IEEE802.IP和IPV4TOS域,，前者更適合在交換式以太網(wǎng)環(huán)境中,，IPV4服務(wù)類(lèi)型域優(yōu)先級(jí)標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用在廣域網(wǎng)中。

3,、組播技術(shù)

以太網(wǎng)交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,，尤其是多媒體應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)涉及點(diǎn)到多點(diǎn)通信的問(wèn)題,，組播技術(shù)是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)通信的常用方式,，傳統(tǒng)的點(diǎn)到多點(diǎn)通信方式,，不僅浪費(fèi)帶寬,、也容易產(chǎn)生延遲和擁塞，甚至?xí)a(chǎn)生一些無(wú)用的廣播報(bào)文,，對(duì)系統(tǒng)性能帶來(lái)負(fù)面影響,。組播技術(shù)中發(fā)送者只需要發(fā)送一次報(bào)文，路由器和交換機(jī)就會(huì)自動(dòng)把報(bào)文復(fù)制給每一個(gè)真正想要接收?qǐng)?bào)文的終端,。通過(guò)這種方式有效解決了點(diǎn)到多點(diǎn)的傳送問(wèn)題,，需要注意的是網(wǎng)絡(luò)層組播的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，需要對(duì)第三層和第二層的組播功能進(jìn)行詳細(xì)的分析,，這其中會(huì)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)和GMRP技術(shù),。GMRP技術(shù)是實(shí)現(xiàn)組播技術(shù)的前提，如果想要在被路由器隔斷的幾個(gè)交換域內(nèi)實(shí)現(xiàn)組播,，就需要利用到組播路由協(xié)議和IGMP,。比如：三層交換機(jī)作為核心交換網(wǎng)絡(luò)，在支持GMRP的同時(shí),，也支持組播路由協(xié)議和IGMP,。

4、流量控制

流量控制是以太網(wǎng)交換機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù),，可以避免緩沖區(qū)出現(xiàn)溢出情況,，避免數(shù)據(jù)包丟失。引入流量控制機(jī)制,，以太網(wǎng)交換機(jī)就可以有效限制網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)機(jī)制,，對(duì)緩沖區(qū)設(shè)置上限，限制緩沖區(qū)的發(fā)送速率,，將發(fā)送源關(guān)閉一段時(shí)間,。比如：在全雙工環(huán)境中，交換機(jī)端口和終端之間會(huì)連接一個(gè)沒(méi)有使用的發(fā)送和接收通道,，這一通道的存在讓交換機(jī)無(wú)法產(chǎn)生一次沖突,，去停止終端發(fā)送,，終端就會(huì)一直發(fā)送，直到交換機(jī)的緩沖區(qū)溢出,。采用流量控制方式,，可以在全雙工環(huán)境下，產(chǎn)生一個(gè)PAUSE幀,，將其發(fā)送給工作站,，就可以讓交換機(jī)有足夠的時(shí)間釋放緩沖區(qū)。

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