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關(guān)于交換機的特點(diǎn)以及工作原理的詳解！

瀏覽次數：發(fā)布時(shí)間：2019-11-08

       交換機有多個(gè)端口，每個(gè)端口都具有橋接功能，可以連接一個(gè)局域網(wǎng)或一臺高性能服務(wù)器或工作站，實(shí)際上，交換機有時(shí)被稱(chēng)為多端口網(wǎng)橋。那么，對于交換機的特點(diǎn)以及工作原理這塊你是否有了解呢？接下來(lái)我們就來(lái)為大家詳細介紹下交換機的特點(diǎn)以及工作原理，感興趣的朋友就一起來(lái)看看吧！
 
       交換機的特點(diǎn)：
       因為交換機有帶寬很高的內部交換矩陣和背部總線(xiàn)，并且這個(gè)背部總線(xiàn)上掛接了所有的端口，通過(guò)內部交換矩陣，就能夠把數據包直接而迅速地傳送到目的節點(diǎn)而非所有節點(diǎn)， 這樣就不會(huì )浪費網(wǎng)絡(luò )資源，從而產(chǎn)生非常高的效率。同時(shí)在此過(guò)程中，數據傳輸的安全程度非常高，更是受到使用者的歡迎和普遍好評。
 
       和集線(xiàn)器每個(gè)端口共享同樣帶寬不同的是，交換機的數據帶寬具有獨享性。在這樣的前提下，在同一個(gè)時(shí)間段內，交換機就可以將數據傳輸到多個(gè)節點(diǎn)之間，并且每個(gè)節點(diǎn)都可 以當做獨立網(wǎng)段而獨自享有固定的部分帶寬，這樣就沒(méi)有和其他設備進(jìn)行競爭實(shí)用的必要。
 
       交換機的工作原理：
       交換機工作于OSI參考模型的第二層，即數據鏈路層。交換機內部的CPU會(huì )在每個(gè)端口成功連接時(shí)，通過(guò)將MAC地址和端口對應，形成一張MAC表。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數據包將僅送往其對應的端口，而不是所有的端口。因此，交換機可用于劃分數據鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網(wǎng)絡(luò )層廣播，即廣播域。
交換機的特點(diǎn)以及工作原理
       交換機擁有一條很高帶寬的背部總線(xiàn)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(xiàn)上，控制電路收到數據包以后，處理端口會(huì )查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)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，廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會(huì )“學(xué)習”新的MAC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(wǎng)絡(luò )“分段”，通過(guò)對照IP地址表，交換機只允許必要的網(wǎng)絡(luò )流量通過(guò)交換機。通過(guò)交換機的過(guò)濾和轉發(fā)，可以有效的減少沖突域，但它不能劃分網(wǎng)絡(luò )層廣播，即廣播域。
 
       端口
       交換機在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對之間的數據傳輸。每一端口都可視為獨立的物理網(wǎng)段（注：非IP網(wǎng)段），連接在其上的網(wǎng)絡(luò )設備獨自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設備競爭使用。當節點(diǎn)A向節點(diǎn)D發(fā)送數據時(shí)，節點(diǎn)B可同時(shí)向節點(diǎn)C發(fā)送數據，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò )的全部帶寬，都有著(zhù)自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機，那么該交換機這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總流通量也不會(huì )超出10Mbps?？傊?，交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉發(fā)數據幀功能的網(wǎng)絡(luò )設備。交換機可以“學(xué)習”MAC地址，并把其存放在內部地址表中，通過(guò)在數據幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數據幀直接由源地址到達目的地址。
 
       數據傳送的工作原理
       交換機的任意節點(diǎn)收到數據傳輸指令后，即對于存儲在內存里的地址表進(jìn)行快速查找，從而對于MAC地址的網(wǎng)卡連接位置進(jìn)行確認，然后再將數據傳輸到該節點(diǎn)上。如果在地址表中找到相應的位置，則進(jìn)行傳輸；如果沒(méi)有，交換機就會(huì )將該地址進(jìn)行記錄，以利于下次尋找和使用。交換機一般只需要將幀發(fā)送到相應的點(diǎn)，而無(wú)需如集線(xiàn)器發(fā)送到所有節點(diǎn)，從而節省了資源和時(shí)間，提高了數據傳輸的速率。
 
       數據傳送方式
       通過(guò)交換的方式進(jìn)行的數據傳輸，其實(shí)就是交換機的數據傳送的方式。之前的集線(xiàn)器，更多是利用共享的方式，來(lái)對數據進(jìn)行傳輸，沒(méi)有辦法從通訊的速度上進(jìn)行要求。集線(xiàn)器的共享方式，也就是常說(shuō)的共享式網(wǎng)絡(luò )，以集線(xiàn)器作為連接設備并且只有一個(gè)方向的數據流，因而網(wǎng)絡(luò )共享的效率非常低。相對而言，交換機能夠對連接到自身的各臺電腦進(jìn)行相應的識別，通過(guò)每臺電腦網(wǎng)卡的物理地址也就是常說(shuō)的MAC地址，來(lái)進(jìn)行記憶和識別。在這樣的前提之下，就不用再進(jìn)行廣播尋找，而能夠直接將記憶的MAC地址找到相應的地點(diǎn)并且通過(guò)一個(gè)臨時(shí)性專(zhuān)用的數據傳輸通道，來(lái)完成兩個(gè)節點(diǎn)之間不受外來(lái)干擾的數據傳輸的通信。由于交換機還具有全雙工傳輸的方式，所以也可以對于多對節點(diǎn)間通過(guò)同時(shí)建立臨時(shí)的專(zhuān)用通道，來(lái)形成一個(gè)立體且交叉的數據傳輸通道結構。
 
       好了，以上內容就是飛暢科技關(guān)于交換機特點(diǎn)以及工作原理的相關(guān)詳細介紹了，希望能對你有所幫助！杭州飛暢，20年專(zhuān)注光纖通信研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，主營(yíng)光端機、光纖收發(fā)器、工業(yè)交換機、協(xié)議轉換器等，我們?yōu)榭蛻?hù)提供定制化的產(chǎn)品服務(wù)。歡迎前來(lái)了解、交流，咨詢(xún)熱線(xiàn)：0571-8700-7140，400-0505-571。
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