交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机内部的CPU 会在每个端口成功连接时,通过将MAC地址和端口对应,形成一张MAC 表。在今后的通信中,发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口,而不是所有的端口。因此,交换机可用于划分数据链路层广播,即冲突域;但它不能划分网络层广播,即广播域。
交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC 若不存在,广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址,并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”,通过对照IP地址表,交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发,可以有效地减少冲突域,但它不能划分网络层广播,即广播域。
1.端口
交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的物理网段(注:非IP网段),连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用。当节点A 向节点D 发送数据时,节点B可同时向节点C发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽,都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10mbit/s的以太网交换机,那么该交换机这时的总流通量就等于2×10mbit/s=20mbit/s,而使用10mbit/s的共享式Hub时,一个Hub的总流通量也不会超出10mbit/s。总之,交换机是一种基于MAC 地址识别,能完成封装转发数据帧功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC 地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。
2.传输(www.xing528.com)
交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,这好像我们平时打电话一样,说话的同时也能够听到对方的声音。交换机都支持全双工。全双工的好处在于迟延小、速率快。
提到全双工,就不能不提与之密切对应的另一个概念,那就是“半双工”,所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生,早期的对讲机以及早期集线器等设备都是实行半双工的产品。随着技术的不断进步,半双工会逐渐退出历史舞台。
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