交换机的的工作原理
交换机在接收到数据时,会先检查数据中包含的MAC地址,再将数据从目的主机所在的端口转发出去。交换机之所以能实现这一功能,是因为交换机内存有一张MAC地址表,该表记录了网络中所有MAC地址与该交换机各端口的对应信息。当有数据帧需要通过该交换机进行转发时,交换机根据内部存储的MAC地址表获取目的设备所对应的端口,通过找到的端口转发数据,如下图所示。
交换机的MAC地址
交换机中的MAC地址表初始为空,交换机自投入使用后,会通过一定的措施构建并完善MAC地址表,这一过程主要包含4个重要概念:学习、转发、泛洪和更新。
①学习。当端口E0/1连接的设备pc1要发送数据帧给另外一台设备时,交换机会先检查数据帧中的源MAC地址(00-0B-2F-4B-60-26),判断MAC地址表中是否存在相关记录,若有则更新记录(00-0B-2F-4B-60-26,E0/1),否则新增记录。
②转发。交换机检查数据帧中的目的MAC地址,查询MAC地址表中与目的MAC地址相关的记录,若找到相应记录,则将数据帧转发到记录对应的端口。
③泛洪。若MAC地址表中不存在与目的MAC地址相关的记录,交换机一时无法获取目的主机所连接的端口,此时交换机将发送数据帧给除源端口外所有的端口(此即泛洪),等到相应的目的端口回复后,交换机记下回应数据帧的源MAC地址和对应端口,以方便后续转发。
④更新。为保证MAC地址表的正确,交换机内部每隔一定时间会将表进行一次更新。
交换机原理
原理
交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时,通过将MAC地址和端口对应,形成一张MAC表。
在今后的通讯中,发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口,而不是所有的端口。因此,交换机可用于划分数据链路层广播,即冲突域;但它不能划分网络层广播,即广播域。
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