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交換技術(shù)的基本原理

發(fā)布時間:2022-05-03 文章來源:xp下載站 瀏覽:

網(wǎng)絡技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機整體,實現(xiàn)資源的全面共享和有機協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡、傳感器等。 當前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡則被認為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。

局域網(wǎng)交換技術(shù)是OSI參考模型中的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層(Data-Link Layer)上的技術(shù),所謂“交換”實際上就是指轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀(frame)。在數(shù)據(jù)通信中,所有的交換設備(即交換機)執(zhí)行兩個基本的操作:

交換數(shù)據(jù)幀,將從輸入介質(zhì)上收到的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至相應的輸出介質(zhì);

維護交換操作,構(gòu)造和維護交換地址表。

下面,我們探討一下這兩個基本操作的具體細節(jié)。

交換數(shù)據(jù)幀

交換機根據(jù)數(shù)據(jù)幀的MAC(Media Access Control)地址(即物理地址)進行數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)操作。交換機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀時,遵循以下規(guī)則:

如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址,則向交換機所有端口轉(zhuǎn)發(fā)(除數(shù)據(jù)幀來的端口);

如果數(shù)據(jù)幀的目的地址是單播地址,但是這個地址并不在交換機的地址表中,那么也會向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)(除數(shù)據(jù)幀來的端口);

如果數(shù)據(jù)幀的目的地址在交換機的地址表中,那么就根據(jù)地址表轉(zhuǎn)發(fā)到相應的端口;

如果數(shù)據(jù)幀的目的地址與數(shù)據(jù)幀的源地址在一個網(wǎng)段上,它就會丟棄這個數(shù)據(jù)幀,交換也就不會發(fā)生

構(gòu)造維護交換地址表

交換機的交換地址表中,一條表項主要由一個主機MAC地址和該地址所位于的交換機端口號組成。整張地址表的生成采用動態(tài)自學習的方法,即當交換機收到一個數(shù)據(jù)幀以后,將數(shù)據(jù)幀的源地址和輸入端口記錄在交換地址表中。思科的交換機中,交換地址表放置在內(nèi)容可尋址存儲器(Content-Addressable Memory, CAM)中,因此也被稱為CAM表。

當然,在存放交換地址表項之前,交換機首先應該查找地址表中是否已經(jīng)存在該源地址的匹配表項,僅當匹配表項不存在時才能存儲該表項。每一條地址表項都有一個時間標記,用來指示該表項存儲的時間周期。地址表項每次被使用或者被查找時,表項的時間標記就會被更新。如果在一定的時間范圍內(nèi)地址表項仍然沒有被引用,它就會從地址表中被移走。因此,交換地址表中所維護的一直是最有效和最精確的地址—端口信息。

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