交换机原理（交换机的工作原理）

交换机原理（交换机的工作原理）

一、数据链路层的功能

（1）数据链路层的建立、维护与拆除

（2）帧包装、帧传输、帧实验

（3）帧的差错恢复

（4）流量控制

（5）物理地址寻址

二、以太网的MAC地址

作用：用来识别另一个以太网上的某个单独的设备或一组设备

MAC地址的组成：供应商标识+供应商对网卡的唯一编号MAC地址是唯一的，由48位二进制数组成

数据通信4要素：源MAC、源IP、目标MAC、目标IP

以太网帧格式

Ethernet帧格式

前导码和帧起始定界符：隔离不同的数据帧

目的地址源地址：目标MAC源MAC

类型：上层协议的类型

数据不能小于46大于1500

三、交换机的工作原理

交换机分为24口和48口，还分为企业级和CE级，端口分为电口和光口

工作原理

（1）基于源MAC地址学习

（2）基于已知目标MAC地址转发

（3）当目标MAC地址未知时，泛洪处理

（4）交换机收到广播/组播帧时，无条件泛洪处理

（5）交换机一个接口可以学习多个MAC地址

（6）交换机学习同一个MAC地址，但是从不同端口中学习到的，此时，将此MAC与后学习到的端口绑定起来

MAC地址表三要素：MAC地址、VLAN ID、端口号

MAC地址表老化时间：5分钟

四、交换机以太网接口的工作模式

单工：两个数据站之间只能沿单一方向传输数据

半双工（half duplex）：两个数据站之间可以双向数据传输，但不能同时进行

全双工（full duplex）：两个数据站之间可双向且同时进行数据传输

交换机接口速率

接口连接时进行协商（向下协商）

协商失败则无法正常通信（工作模式不一样、数据量不一致）

串口设置：波特率（Balad rate）：9600

数据位（Data bits）：8

奇偶位（Parity）：无（None）

停止位（Stop bits）：1

五、管理设备的方式：带内管理、带外管理

带内管理：指的是网络管理控制信息与用户承载业务的网络是同一个逻辑通道，即使用到带宽的管理方式。

管理方式有：WEB、TeLnet（TeLnet时用得是外网的IP）

带外管理：指的是网络管理控制信息与用户承载业务的网络不是同一个逻辑通道。即使用内网的管理方式，不占用带宽。

管理方式：Console、TeLnet（TeLnet时用得是内网的IP）

六、总结

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。