交换机实质上是一个多接口的网桥,能将网络分成小的冲突域,为每个用户提供更大的带宽。
交换模式
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存储转发:全部整个帧后再检查目的地址,再整个转发
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直通交换:只收下 6 B 大小的目的 MAC 地址后,查找交换表,获取输出结构后,硬件上直通输入和输出,将整个数据帧直通输出接口,不需要转发
交换机的特点
- 当交换机接口直接与主机或其他交换机连接时,可工作在全双工方式
- 当交换机接口连接集线器时,只能使用 CSMA/CD 协议并工作在半双工方式
- 交换机是一种即插即用设备,内部的帧转发表会通过自学习算法,基于网络中各主机间的通信,自动地逐渐建立的
- 交换机使用专用交换结构芯片,交换速率较高
- 交换机独占传输介质的带宽
一个 24 个 10 Mb/s 接口的交换机(默认是全双工)总容量为 240 Mb/s,如果是半双工模式,则总容量是 120 Mb/s。
自学习过程
若表中没有关于 B 的记录项:
A 向 B 发送一帧后,交换机先记录 A 的接口 1,然后发现表中查找不到 B 的接口,于是开始泛洪发送广播帧,B 接收到后收到该帧,其他主机收到后均丢弃该帧。当帧从接口 4 到接口 2 时,到达另一台交换机,于是该交换机认为 A 主机的接口为 2,所以更新自己的帧交换表。
若表中已有关于 B 的记录项:
A 向 B 发送一帧后,查找到 B 的接口为 2,于是不需要广播,直接发往接口 2.
共享式以太网(集线器)和交换式以太网(交换机)的区别
交换机 | 集线器 | |
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主机发送普通帧时 | 查找交换表,有目的的转发给对应接口 | 将帧转发到其他所有接口 |
主机发送广播帧(广播域) | 从其他所有接口转发该帧(不隔绝广播域) | 从其他所有接口转发该帧(不隔绝广播域) |
多对主机同时通信(冲突域) | 可以隔绝冲突域 | 不能隔绝冲突域 |
接口的平均带宽 | 独享全部带宽 | 所有接口均分总带宽 |