交換機(jī)的工作原理

建筑水電施工技術(shù)第七單元建筑弱電安裝HeilongjiangCollegeofConstructionInstallationandendconnectionof24opticalbrazeswitches——CONTENTS——7.9.624口光釬交交換機(jī)的工作原理交換機(jī)的連接策略換機(jī)的安裝與端接4交換機(jī)的工作原理交換機(jī)位于OSI/RM模型中的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），是一種基于MAC地址識別、完成數(shù)據(jù)幀的封裝和轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。1.第2層交換根據(jù)幀的源地址獲悉MAC地址；建立并維護(hù)一個由MAC地址及其相關(guān)的網(wǎng)橋或交換機(jī)端口的表，稱為MAC地址表，也稱交換表。將廣播和組播轉(zhuǎn)發(fā)到所有端口（接收端口除外）。將目標(biāo)位置未知的幀轉(zhuǎn)發(fā)到所有端口（接收端口除外）網(wǎng)橋和交換機(jī)使用生成樹協(xié)議相互通信以消除橋接環(huán)路。52.交換機(jī)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址，則向交換機(jī)所有端口轉(zhuǎn)發(fā)（除數(shù)據(jù)幀來的端口）。如果數(shù)據(jù)幀的目的地址是單播地址，但是這個地址并不在交換機(jī)的MAC地址表中，那么也會向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)（除數(shù)據(jù)幀來的端口）。如果數(shù)據(jù)幀的目的地址在交換機(jī)的MAC地址表中，那么就根據(jù)MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。如果數(shù)據(jù)幀的目的地址與數(shù)據(jù)幀的源地址在一個網(wǎng)段上，它就會丟棄這個數(shù)據(jù)幀，交換也就不會發(fā)生。62.交換機(jī)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)73.交換機(jī)地址管理機(jī)制交換機(jī)的MAC地址表中，一條表項主要由一個主機(jī)MAC地址和該地址所位于的交換機(jī)端口號組成。思科的交換機(jī)中，MAC地址表放置在內(nèi)容可尋址存儲器（Content-AddressableMemory，CAM）中，因此也被稱為CAM表。在存放MAC地址表項之前，交換機(jī)首先應(yīng)該查找MAC地址表中是否已經(jīng)存在該源地址的匹配表項，僅當(dāng)匹配表項不存在時才能存儲該表項。每一條地址表項都有一個時間標(biāo)記，用來指示該表項存儲的時間周期。地址表項每次被使用或者被查找時，表項的時間標(biāo)記就會被更新。8

f0/1

f0/2

f0/3

f0/4

f0/13交換機(jī)

PC1

PC2

PC3

PC4

PC5

MAC:M1

MAC:M2

MAC:M3

MAC:M4

MAC:M593.交換機(jī)地址管理機(jī)制（1）最初交換機(jī)MAC地址表為空。（2）如果有數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)發(fā)，如主機(jī)PC1發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)PC3，此時，在MAC地址表中沒有記錄，交換機(jī)將向除向f0/1以外的其它所有端口轉(zhuǎn)發(fā)，在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀之前，它首先檢查這個幀的源MAC地址（M1），并記錄與之對應(yīng)的端口（f0/1），于是交換機(jī)生成（M1，f0/1）這樣一條記錄，并加入到MAC地址表內(nèi)。交換機(jī)是通過識別數(shù)據(jù)幀的源MAC地址學(xué)習(xí)到MAC地址和端口的對應(yīng)關(guān)系的。103.交換機(jī)地址管理機(jī)制當(dāng)?shù)玫組AC地址與端口的對應(yīng)關(guān)系后，交換機(jī)將檢查MAC地址表中是否已經(jīng)存在該對應(yīng)關(guān)系。如果不存在，交換機(jī)就將該對應(yīng)關(guān)系添加到MAC地址表；如果已經(jīng)存在，交換機(jī)將更新該表項。（3）循環(huán)上一步，MAC地址表不斷加入新的MAC地址與端口對應(yīng)信息。直到MAC地址表記錄完成為止。此時，如主機(jī)PC1再次發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)PC3時，由于MAC地址表中已經(jīng)記錄了該幀的目的MAC地址的對應(yīng)交換機(jī)端口號，則直接將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到f0/3端口，不再向其他端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。交換機(jī)的MAC地址表也可以手工靜態(tài)配置，靜態(tài)配置的記錄不會被老化。11交換機(jī)圖2.3交換機(jī)的通信過濾PC1PC2PC312345PC4PC5PC6PC7PC8PC9集線器集線器4.通信過濾12交換機(jī)接口類型（1）快速以太網(wǎng)接口（FastEthernetInterface）：fa（2）千兆以太網(wǎng)接口（GigabitEthernetInterface）:gi（3）萬兆位以太網(wǎng)接口（10-G