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交換機重要性
上傳更新:2018-12-18

交換(switching)是按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設備自動完成的方法,把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。

廣義的交換機(switch)就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。在計算機網絡系統中,交換概念的提出是對于共享工作模式的改進。我們以前介紹過的HUB集線器就是一種共享設備,HUB本身不能識別目的地址,當同一局域網內的A主機給B主機傳輸數據時,數據包在以HUB為架構的網絡上是以廣播方式傳輸的,由每一臺終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。也就是說,在這種工作方式下,同一時刻網絡上只能傳輸一組數據幀的通訊,如果發生碰撞還得重試。這種方式就是共享網絡帶寬。

交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上,控制電路收到數據包以后,處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC(網卡的硬件地址)的NIC(網卡)掛接在哪個端口上,通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口,目的MAC若不存在才廣播到所有的端口,接收端口回應后交換機會"學習"新的地址,并把它添加入內部MAC地址表中。使用交換機也可以把網絡"分段",通過對照MAC地址表,交換機只允許必要的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發,可以有效的隔離廣播風暴,減少誤包和錯包的出現,避免共享沖突。

交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸。每一端口都可視為獨立的網段,連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬,無須同其他設備競爭使用。當節點A向節點D發送數據時,節點B可同時向節點C發送數據,而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬,都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網交換機,那么該交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB時,一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps。

總之,交換機是一種基于MAC地址識別,能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。交換機可以"學習"MAC地址,并把其存放在內部地址表中,通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑,使數據幀直接由源地址到達目的地址。


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