關(guān)于交換機(jī)的特點(diǎn)以及工作原理的詳解！

瀏覽次數(shù)：發(fā)布時間：2019-11-08

交換機(jī)有多個端口，每個端口都具有橋接功能，可以連接一個局域網(wǎng)或一臺高性能服務(wù)器或工作站，實(shí)際上，交換機(jī)有時被稱為多端口網(wǎng)橋。那么，對于交換機(jī)的特點(diǎn)以及工作原理這塊你是否有了解呢？接下來我們就來為大家詳細(xì)介紹下交換機(jī)的特點(diǎn)以及工作原理，感興趣的朋友就一起來看看吧！

交換機(jī)的特點(diǎn)：

因?yàn)榻粨Q機(jī)有帶寬很高的內(nèi)部交換矩陣和背部總線，并且這個背部總線上掛接了所有的端口，通過內(nèi)部交換矩陣，就能夠把數(shù)據(jù)包直接而迅速地傳送到目的節(jié)點(diǎn)而非所有節(jié)點(diǎn)，這樣就不會浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，從而產(chǎn)生非常高的效率。同時在此過程中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩潭确浅８撸鞘艿绞褂谜叩臍g迎和普遍好評。

和集線器每個端口共享同樣帶寬不同的是，交換機(jī)的數(shù)據(jù)帶寬具有獨(dú)享性。在這樣的前提下，在同一個時間段內(nèi)，交換機(jī)就可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉鄠€節(jié)點(diǎn)之間，并且每個節(jié)點(diǎn)都可以當(dāng)做獨(dú)立網(wǎng)段而獨(dú)自享有固定的部分帶寬，這樣就沒有和其他設(shè)備進(jìn)行競爭實(shí)用的必要。

交換機(jī)的工作原理：

交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)內(nèi)部的CPU會在每個端口成功連接時，通過將MAC地址和端口對應(yīng)，形成一張MAC表。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應(yīng)的端口，而不是所有的端口。因此，交換機(jī)可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。

交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會“學(xué)習(xí)”新的MAC地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對照IP地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機(jī)。通過交換機(jī)的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少沖突域，但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。

端口

交換機(jī)在同一時刻可進(jìn)行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的物理網(wǎng)段（注：非IP網(wǎng)段），連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點(diǎn)B可同時向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機(jī)，那么該交換機(jī)這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps?？傊?，交換機(jī)是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。

數(shù)據(jù)傳送的工作原理

交換機(jī)的任意節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)傳輸指令后，即對于存儲在內(nèi)存里的地址表進(jìn)行快速查找，從而對于MAC地址的網(wǎng)卡連接位置進(jìn)行確認(rèn)，然后再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摴?jié)點(diǎn)上。如果在地址表中找到相應(yīng)的位置，則進(jìn)行傳輸；如果沒有，交換機(jī)就會將該地址進(jìn)行記錄，以利于下次尋找和使用。交換機(jī)一般只需要將幀發(fā)送到相應(yīng)的點(diǎn)，而無需如集線器發(fā)送到所有節(jié)點(diǎn)，從而節(jié)省了資源和時間，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省?/div>

數(shù)據(jù)傳送方式

通過交換的方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸，其實(shí)就是交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳送的方式。之前的集線器，更多是利用共享的方式，來對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，沒有辦法從通訊的速度上進(jìn)行要求。集線器的共享方式，也就是常說的共享式網(wǎng)絡(luò)，以集線器作為連接設(shè)備并且只有一個方向的數(shù)據(jù)流，因而網(wǎng)絡(luò)共享的效率非常低。相對而言，交換機(jī)能夠?qū)B接到自身的各臺電腦進(jìn)行相應(yīng)的識別，通過每臺電腦網(wǎng)卡的物理地址也就是常說的MAC地址，來進(jìn)行記憶和識別。在這樣的前提之下，就不用再進(jìn)行廣播尋找，而能夠直接將記憶的MAC地址找到相應(yīng)的地點(diǎn)并且通過一個臨時性專用的數(shù)據(jù)傳輸通道，來完成兩個節(jié)點(diǎn)之間不受外來干擾的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ?。由于交換機(jī)還具有全雙工傳輸?shù)姆绞?，所以也可以對于多對?jié)點(diǎn)間通過同時建立臨時的專用通道，來形成一個立體且交叉的數(shù)據(jù)傳輸通道結(jié)構(gòu)。

好了，以上內(nèi)容就是飛暢科技關(guān)于交換機(jī)特點(diǎn)以及工作原理的相關(guān)詳細(xì)介紹了，希望能對你有所幫助！杭州飛暢，20年專注光纖通信研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，主營光端機(jī)、光纖收發(fā)器、工業(yè)交換機(jī)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器等，我們?yōu)榭蛻籼峁┒ㄖ苹漠a(chǎn)品服務(wù)。歡迎前來了解、交流，咨詢熱線：0571-8700-7140，400-0505-571。