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交换机介绍

常青树  发表于 2008/12/7 8:11:21      950 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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交换机即网桥,两者可以互换。最初,网桥用两个端口连接两个类似的数据链路以形成一个更大数据链路。如果这种实现没有损失,加上数据链路间的通讯看起来一样,这种网桥叫做透明网桥,你或许认为我们在描述路由器,实际不是。路由器将每一个数据链接看作带有相应网络地址的实际网络。网桥把单个数据链接当作一个更大数据链接或网络的一部分。它不使用网络编址的概念,在多个数据链接中单站点的地址(MAC地址)并不重复。和传统的带有两个端口的网桥不同,交换机有多个端口,通常被称为交换型集线器或交换机。
  与中继型集线器不同,交换机的每一个端口和以太网主机适配器上的端口一样,都是以太网的接口。这是因为每一个端口必须以另一个以太网设备身份作用。它必须能接收帧并进行解码、测试帧的完整性、重装并传送以太网帧。但是,每一个端口都不要求有类似于以太网卡那样的MAC地址。每一个交换机端口以混合方式作用,不考虑目标MAC地址即可接收所有帧。传送过程中,以太网端口通过假设它的目标地址伪装成节点设备。因此,交换型集线器的每一个端口并不需要自己的MAC地址,除非网桥有编址要求(生成树算法要求网桥编址)。

 
  为了理解交换机工作原理,我们假设未对交换机进行编程。我们所讨论的交换机只通过学习方式对操作进行修改。 
  假设有四个同样的端口。假设端口1的站点A准备传送信息至端口2的站点B。对于中继型集线器或是未学习的交换机,尽管其它站点不是对话的一部分,它们会收听至站点B的传送。这种方式造成了不必要的网络通讯,阻止了其他站点的初始化传送。延迟站点只有侦测到空闲信号才能进行初始化传送。与中继型集线器不同,自学习交换机会注意到端口站点A的源地址,并将端口1与站点A相连这一实际情况输入表格。但是,这时的交换机并不知道站点B位于何处,所以必须传送至所有其他端口。这叫做洪泛。在站点B初始化传送前,交换机获悉站点B与端口2相连。一旦站点A和B的端口分配输入交换机的表格,在两个站点间的所有并发单址发送仅出现在端口1和2。所有的其他端口并不知道正在发生的传送,因而允许端口1和2之外的站点能进行同步的传送。这就是交换机提高吞吐量的原因。 
  如果站点B移至端口3会出现什么情况?如果站点A与站点B有通讯,根据端口-地址表,会传送至端口2,传送失败。为了找到站点B所连的端口,需要进行传送初始化。之后,交换机会注意到站点B端口分配的变化,在表格中做相应改动。但如果没有站点B的报告,就无法让交换机获知站点B新的位置。这就是为什么交换机表格需要刷新。 
  刷新是忘却的过程。交换机定时检查表格中的所有站点是否在刷新期限内进行过初始化传送。如果有某个站点没有这么做,则被删去。即站点B将被删除。因此,当站点A对站点B进行初始化传送,由于交换机表格中找不到站点B的入口,就会发送至所有端口,使得站点B能听到站点A。站点B以发送初始化传送来响应站点A,交换机将再次获知站点B的端口分配并写入表格。刷新过程通常每四,五分钟发生一次,这样可以获知没有动静的设备的位置。
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