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交换机基础知识总结之技术篇
作者:系统管理员    发布于:2017-06-12 08:53:36    文字:【】【】【
摘要:交换技术可分为:端口交换、帧交换和信元交换,本文对着三种交换技术进行了详细的总结归纳,同时还总结了几个交换机的疑问解答,使读者更清楚地认识交换机。


交换技术总结

1. 端口交换技术

端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中,这类集线器的背板通常划分有多条以太网段(每条网段为一个广播域),不用网桥或路由连接,网络之间是互不相通的。以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上,端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。根据支持的程度,端口交换还可细分为:

模块交换:将整个模块进行网段迁移。

端口组交换:通常模块上的端口被划分为若干组,每组端口允许进行网段迁移。

端口级交换:支持每个端口在不同网段之间进行迁移。这种交换技术是基于OSI第一层上完成的,具有灵活性和负载平衡能力等优点。如果配置得当,那么还可以在一定程度进行容错,但没有改变共享传输介质的特点,自而未能称之为真正的交换。

2. 帧交换技术

帧交换是目前应用最广的局域网交换技术,它通过对传统传输媒介进行微分段,提供并行传送的机制,以减小冲突域,获得高的带宽。一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异,但对网络帧的处理方式一般有以下几种:

直通交换:提供线速处理能力,交换机只读出网络帧的前14个字节,便将网络帧传送到相应的端口上。

存储转发:通过对网络帧的读取进行验错和控制。

前一种方法的交换速度非常快,但缺乏对网络帧进行更高级的控制,缺乏智能性和安全性,同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。因此,各厂商把后一种技术作为重点。有的厂商甚至对网络帧进行分解,将帧分解成固定大小的信元,该信元处理极易用硬件实现,处理速度快,同时能够完成高级控制功能(如美国MADGE公司的LET集线器)如优先级控制。

3. 信元交换技术

ATM技术采用固定长度53个字节的信元交换。由于长度固定,因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别连接,并行运行,可以通过一个交换机同时建立多个节点,但并不会影响每个节点之间的通信能力。ATM还容许在源节点和目标、节点建立多个虚拟链接,以保障足够的带宽和容错能力。ATM采用了统计时分电路进行复用,因而能大大提高通道的利用率。ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数Gb的传输能力。但随着万兆以太网的出现,曾经代表网络和通讯技术发展的未来方向的ATM技术,开始逐渐失去存在的意义。

关于交换机的几个问答

交换机做什么?

答: 交换机做三件事: 转发数据包, 洪泛数据包, 发现新MAC地址。

MAC表是做什么的?它是怎么生成、使用的?

答:1) MAC表像电话本 (yellow page), 电话本记录 (名字、电话号码),MAC表记录 (MAC、接口)。

2) 交换机收到一个数据包时,用其MAC目的地址搜索MAC表。找到就转发数据包,找不到就洪泛。

3) 收到数据包时,交换机用它的MAC源地址来查询MAC表, 若没找到,就是发现了一个新地址,把这个地址及输入接口加入MAC表。这样MAC表随着新数据流而逐渐增长,所生成的条目 (MAC, Interface) 可被用来转发数据包。 

为什么交换机要洪泛?

答:网络常用洪泛来找东西,局网的特点就是广播、洪泛,而交换机是个局网设备,洪泛方便、高效率。交换机用MAC表来转发数据包,若表里没有目的MAC,就不能转发,而用洪泛。在不知道交换路径的情况下,洪泛能把数据包很快的送到目的地。同时,洪泛的副作用也有不同的手段来节制。

同一个MAC会不会从不同的接口输入?交换机怎么处理?

答: 会的。但MAC表只保留一个MAC。例,MAC1第一次从F0/1输入,MAC表增添一个新条目 (MAC1, F0/1)。稍后,MAC1从另一个接口F0/5输入,这次MAC表没有增添新条目,而是把(MAC1, F0/1)更新 为(MAC1, F0/5).

什么情况会使得同一个MAC从不同的接口输入?

答:环路。例,S1, S2, S3连成一个三角形,H1连接到S1, H2连接到S2,在然后三个交换机上造成洪泛。 例, H1 ping H2, MAC表是空的,S2会发现 ping从两个不同的输入接口进来。

交换机MAC表的条目有无时效?

答:有的, 大约5分钟。MAC表只保存较为活跃的MAC. 若交换机在几分钟内没收到一个节点所发出的数据包,交换机就会把这个节点的MAC从MAC表清除。.

一个交换机的MAC表可以放几个MAC? 答:根据型号、价格而定,从4K到 1M (1024K).

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