夜光：计算机网络笔记（三十四）

夜光序言：

 

 

在整个苍穹下，亿万颗星辰间，我们显得多么渺小，可是，渺小的我们，却能看见浩瀚的整个苍穹。

 

 

 

 

 

正文：

 

链路层交换机

 

上世纪 90 年代后期，以太网使用一个基于集线器的星型拓扑。

 

集线器(hub)是一种物理层设备，它处理比特而不是帧。当表示一个 0 或一个 1 的比特到达一个接口时，集线器只是广播这个比特，将该比特向其他所有接口传输出去。因此，具有星型拓扑的集线器以太网是一个广播 LAN。

 

现在的以太网 LAN 使用中心交换机相连的星型拓扑。

 

帧到达该交换机的任何输出接口之一的速率可能暂时会超过该接口的链路容量。为了解决这个问题，交换机输出接口设有缓存，以非常类似于路由器接口的方式工作。

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交换机是即插即用设备，因为它们不需要网络管理员或用户的干预。

 

交换机也是双工的，这意味着对于任何将节点与交换机连接的链路，节点和交换机能够同时传输而无碰撞。

 

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1 交换机转发和过滤

 

过殊是交换机决定一个帧是应该转发到某个接口还是将其丢弃的功能。

转发是决定一个帧应该被导向哪个接口，并把该帧移动到这些接口的功能。

 

交换机的过滤和转发借助于转发表完成。该转发表包含 LAN 上的某些节点但不一定是全部节点的表项。一个表项通常包含:

 

①节点的 MAC 地址，

②与节点相连的交换机接口，

③表项有效时间。

交换机转发分组基于 MAC 地址而不是基于 IP 地址。

交换机转发数据帧时，从 x 接口接收到帧，目的地 D，转发时可能存在 3 种情况:

 

如果表中没有表项将 D 与任何一个端口相连，那么进行广播。

如果 D 与端口 x 关联，说明目的地在 x 接口所在网段(考虑到交换机级联的情况，一个端口对应的表项可能有多个，就是说一个端口可能对应多个主机)则进行过滤，丢弃该帧。

 

如果表中有一个表项将 D 与一个除 x 以外的端口联系起来。在这种情况下，该帧需要被转发到与这个端口相连的 LAN 网段。交换机通过将该帧放到这个端口前面的输出缓存完成转发功能。

 

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2 转发表的建立：自学习的过程

 

交换机的表是自动地、动态地、自治地建立的，即没有来自网络管理员或配置协议的任何干预。

 

以如下方式实现的:

1)交换机表初始为空。

2)对于在某接口接收到的每个入帧，该交换机在其表中存储:

①帧源地址字段中的 MAC 地址，②帧到达的接口，③当前的时间。

3)如果在一段时间后，交换机没有接收到以该 MAC 址作为源地址的帧，就在表中删除这个地址的表项。

 

 

3 交换机的性质

消除碰撞，在使用交换机构建的局域网中，没有因碰撞而浪费的带宽~~

交换机将异质的链路彼此隔离，局域网中的不同链路能够以不同的速率运行在不同介质