交换技术基础-交换基础

我们的计算机都是通过局域网互联起来,局域网一般都是以太网技术。
二层的设备有:交换机,hub,网桥。

hub是实现的一个共享型的一个连接。

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共享型的特点就是,就像这么多台主机都是连在同一根网线上的,这个网线有100M的带宽,那么这么多台主机就平分这100M的带宽。

这样的共享型网络容易出现冲突,两个主机同时发送数据,就会产生冲突。
hub就只适用于很小的局域网。

后来出现了网桥:
网桥是交换机的原型,网桥具有二层的过滤功能,网桥可以用来互联多个网段,比如下图这个网桥就互联了三个网段,并且具有过滤网络的能力,根据二层的MAC信息来过滤我们的流量。

网桥

hub不能隔离网络也不安全。
网桥就具有隔离性。

网桥主要是软件的操作,固化在其硬件中,速度还是很慢的,所以后来就被淘汰掉,取而代之的是交换机。

交换机是硬件处理,而网桥是软件处理,交换机可以达到线速的转发,而网桥不能达到。

所谓线速:比如交换机的一个口是100M的,那么交换机内部的转换就可以达到,而网桥对于它的口的速度不行。

交换机端口比较多,8口,16口,32口,64口...
交换机与网桥的工作原理是一样的。

交换机的微分段技术:
划分了多个冲突域。

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在交换机上,一般一个接口是一个独立的冲突域。

每一个主机都在一个冲突域中,那么就没有冲突了。

那么就不再需要CSMA/CD这些技术了。

一般在局域网中,都是交换机,远程互联,广域网的时候才是路由器。

交换机一般都是工作在全双工模式下,收发同时进行,并且能够适应接口的速率。

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比如:主机A与主机B连接,那么线缆的两段的速率是一样的,不可能一个是100M,一个是10M。但是交换机可以,一个100M进入一个10M出去。

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除此之外,交换机的一个主要的功能就像Hub一样是过滤网络。

二层桥接表去实现这个功能,并且交换机具有学习的功能。
交换机开机的时候,里面的桥接表是空的,桥接表每一个端口对应有一个MAC地址。

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当目标MAC地址在交换机中没有记录的时候,那么就会出现泛洪(flooding)操作,将数据从除了接受接口上面的所有接口上泛洪出去。

过滤掉数据帧之后,不仅可以节约流量,还能保证数据的安全性(固定的主机之间的通信)。

上面讨论的情况是单播操作。
交换机对于广播和组播的操作是泛洪操作,交换机不能识别泛洪组,也是泛洪出去。
所以交换机会泛洪3种数据包:广播包,组播包还有目标地址未知的单播包。

交换机特点:

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具有很高的数据冗余性;
具有线速转发的能力;
混合不同的接口速度;
很快的内部转发,交换的背板带宽(交换机的选择三因素:接口数量,接口速度,接口背板速度);

注意:MBMb是有区别的,MB = million ByteMb = million bit

交换机的三种工作模式:

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1)cut-through: 快,不可靠。
2)store and forward: 最慢,最可靠。
3)fragment-free: 中等。

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