交換機

交換機工作原理

交換機操作模式：交換機學習"源地址"，基於"目的地址"轉發.

幀進入交換機，交換機學習接收幀的源MAC地址，將此地址按照"端口:MAC地址"形式保存到MAC地址表中.
幀轉發時，交換機檢查目的MAC地址並與MAC地址表中地址比較. 如果地址在MAC地址表，則轉發至對應的端口. 如果沒有找到目的MAC地址，交換機會轉發幀請求到除了進入端口外的所有端口泛洪.

交換機轉發方式

• 存儲轉發交換(Store-and-Forward)

  存儲轉發模式下交換機在發送信息前會將整幀讀入內存並檢查其正確性. 運行在存儲轉發模式下的交換機不傳播錯誤數據，更適合大型局域網.

  特徵：

  • 差錯控制：在進入端口接收整幀後，交換機將數據幀最後一個字段的幀校驗序列與自己的FCS比較. 確保沒有物理及數據鏈路錯誤，如果該幀校驗成功，則交換機轉發. 否則，丟棄.
  • 自動緩存：因爲存儲轉發模式會對幀緩存，支持不通速率以太網的混合連接. 例如，接收到一個1Gb/s速率發出的幀，轉發到百兆以太網端口.
    

• 直通交換

  直通交換的一個優勢是比存儲轉發技術快速. 直通模式在接收完整個幀前就讀取幀頭，決定將數據發送那個端口.

  特徵：

  • 快速幀轉發：一旦交換機在MAC表查找到目的MAC地址，立刻進行轉發. 無需等待幀剩餘部分進入端口做出轉發決定.
    

• 無碎片轉發

  直通方式的改進模式. 交換機轉發之前檢查幀是否大於64字節(小於則丟棄)，以保證沒有鎖片幀. 無碎片模式比直通模式有更好的差錯控制，實際沒有增加延時. 比較適合於高性能計算應用，即進程延時小於10ms的應用場景.

交換機域

• 衝突域

  設備間共享同一網段稱爲衝突域. 因爲該網段內兩個以上設備會嘗試同時通訊，可能產生衝突，競爭帶寬等資源.

  交換機每個端口代表一個新的衝突域. 衝突域內的衝突不會影響其他網段，稱爲"微網段".

• 廣播域

  互聯的交換機形成一個廣播域. 交換機不能過濾廣播幀. LAN上的交換機接收到廣播包後，必須對所有端口泛洪. 當設備發出二層廣播包，幀中的目的MAC地址被設置爲全二進制數，廣播域中的所有設備都會接收到幀.
  二層的廣播域也叫MAC廣播域. 廣播通信比較多時，可能會引起廣播風暴. 引起網段嚴重擁堵，乃至奔潰.