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交换机是什么?具备什么功能?

作者: Ogcloud 浏览次数: 492 2023-06-28 15:34:30

一、交换机的定义

交换机(Switch)意为“开关”,是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

举个例子,大学宿舍里拉了一根电信宽带网线,宿舍有6个人,每个人都有一个宽带账号,都想上网,怎么让一根网线变成6根网线呢?这时候就可以用交换机来解决问题,交换机提供了大量可供线缆连接的端口,这样可以采用星型拓扑布线。

交换机类型图3.jpg

网线传输的是电信号,光纤传输的是光信号,交换机除了有RJ45口,还有接入光纤的SC口,并且连接到交换机内的PC机可以进行相互通信,组成局域网。

二、交换机的工作过程

每个端口成功连接时,交换机通过将MAC地址和端口对应,形成一张MAC表。在后面的接收发送数据时,发往该MAC地址的数据包将只从对应的端口发出。

终端设备成功连接交换机端口后,终端设备的物理地址/硬件地址(Mac地址),会和接入的端口形成对应的关系,并记录在MAC表内。数据包中含有Mac地址信息,传输数据包时交换机可以根据包内的地址,将数据包从对应的端口发送出去。

三、交换机的三大功能

(1)学习

交换机将连接设备的Mac地址与端口对应起来,存入Mac表中。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。

交换机概念图1.png

(2)转发/过滤

根据Mac地址发送到对应端口即为发送,不发送到其他端口即为过滤。当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时,它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口)。

(3)消除回路

当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。

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