还不快来跟我学学交换机的基本原理？干货满满还在等什么？

最新推荐文章于 2025-02-27 15:29:39 发布

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本文介绍了交换机的基础知识，包括数据链路层的OSI模型、逻辑链路控制（LLC）子层、以太网的发展及MAC地址。详细阐述了交换机的工作原理，如基于MAC地址的转发、接口工作模式和管理方式，帮助读者全面了解交换机在现代网络中的作用。

交换机的基本原理

前言
一.数据链路层
二.交换机的工作原理
总结

前言

交换机是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵，在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。交换机的传输模式有全双工，半双工，全双工/半双工自适应。

一.数据链路层

1.OSI第二层

即位于网络层和物理层之间。

2.逻辑链路控制

定义：用户的数据链路服务通过LLC子层为网络层提供统一的接口。在LLC子层下面是MAC（介质访问控制）子层。
IEEE标准中增加了这个子层，该子层通过在IP包上加了8位的目的地址服务接入点和源地址服务接入点来保证在不同网络类型中传输。另外，有一个8或16位的控制字段用于像流控制的辅助功能。
三种操作方式：LLC提供了两种无连接和一种面向连接的三种操作方式：
方式一：无回复的无连接方式，它允许发送帧时：
给单一的目的地址（点到点协议或单点传输）
给相同网络中的多个目的地址（多点传输）
给网络中的所有地址（广播传输）；
方式二：面向连接的操作方式。给每个帧进行编号，接收端就能保证它们按发送的次序接收，并且没有帧丢失。利用滑动窗口流控制协议可以让快的发送端也能流到慢的接收端。
方式三：有回复的无连接方式。它仅限于点到点通信。
控制字节和帧格式：
LLC的头部包含：
DSAP（Destination Service Access Point，目标服务接入点）字节，8位比特
SSAP（Source Service Access Point，源服务接入点）字节，8位比特
Control（控制）字段，8或16位比特
为了便于区分，有三种LLC PDU控制字段，分别叫做U，I，S帧。
U（Unnumbered）帧，8位的控制字段，特别用于无连接的应用
I（Information）帧，16位的控制和帧编号字段，用于面向连接的应用
S（Supervisory）帧，16位的控制字段，用于在LLC层中进行管理监督。
在这三种格式中，只有U帧在广泛使用。用第一个字节的最后两位来区分这三种PDU帧格式。

3.功能

①数据链路的建立，维护和拆除
②枕包装，帧传输，帧同步
③帧的差错恢复
④流量控制
⑤物理地址寻址

4.以太网

以太网（英语： Ethernet ）是一种计算机局域网技术。. IEEE 组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，

工作在数据链路层

5.以太网的发展

在这里插入图片描述

6. 以太网的MAC地址

作用：用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备

7. 以太网帧格式

二.交换机的工作原理

-交换机分为电口和光口，企业级交换机又分为24口和48口；

1.交换机的转发原理

初始状态；
①基于源MAC地址学习
②基于已知目标MAC地址转发
③当目标MAC地址未知时，泛洪处理
④当交换机收到广播/组播帧时，无条件泛洪处理
⑤ 交换机一个接口可以学习多个MAC地址
⑥交换机学习到同一个MAC地址，但是是从不同的端口学习到的，此时，将次MAC与后学习到的端口绑定起来。
MAC地址表的三元素：MAC地址，VLAN ID，端口号
MAC地址表老化时间：5分钟