一万HOURS
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交换机简介

1 以太网交换机(switch)

  • 链路层设备
    • 存储-转发以太网帧
    • 检验到达帧的目的MAC地址， 选择性(selectively) 向一个或多个输出链路转发帧
    • 利用CSMA/CD访问链路，发送帧
  • 透明(transparent)
    • 主机感知不到交换机的存在

  • 即插即用(plug-and-play)

  • 自学习(self-learning)

    • 交换机无需配置

2 交换机: 多端口间同时传输

  • 主机利用独享(dedicated)链路直接连接交换机
  • 交换机缓存帧
  • 交换机在每段链路上利用CSMA/CD收发帧，但无冲突，且可以全双工
  • 每段链路一个独立的冲突域
  • 交换(switching): A-A’与B-B’ 的传输可以同时进行，没有冲突

交换机简介_第1张图片

3 交换机转发表：交换表

Q: 交换机怎么知道A’ 可以通过接口4到达，而B’ 可以通过接口5到达?

A: 每个交换机有一个交换表(switch table), 每个入口(entry):

  • (主机的MAC地址, 到达主机的接口, 时间戳)
  • 看起来很像路由表！

Q: 交换表入口信息如何创建和维护的那？

  • 类似于路由协议？

交换机: 自学习

交换机通过自学习，获知到达主机的接口信息。

  • 当收到帧时，交换机“学习”到发送帧的主机（通过帧的源MAC地址），位于收到该帧的接口所连接的LAN网段
  • 将发送主机MAC地址/接口信息记录到交换表中

交换机: 帧过滤/转发

当交换机收到帧:
1. 记录帧的源MAC地址与输入链路接口
2. 利用目的MAC地址检索交换表
3. if 在交换表中检索到与目的MAC地址匹配的入口(entry)
then {
　　if 目的主机位于收到帧的网段
　　then 丢弃帧
　　else 将帧转发到该入口指向的接口
}
else 泛洪(flood) /* 向除收到该帧的接口之外的所有接
口转发 */

4 自学习与转发过程举例

目的MAC地址A’，位置未知：泛洪

目的MAC地址A，位置已知：选择性转发

交换机简介_第2张图片

交换机互联

交换机简介_第3张图片

5 组织机构(Institutional)网络

交换机简介_第4张图片

6 交换机 vs. 路由器

  • 两者均为存储-转发设备:
    • 路由器: 网络层设备 (检测网络层分组首部)
    • 交换机: 链路层设备 (检测链路层帧的首部)
  • 二者均使用转发表:
    • 路由器: 利用路由算法(路由协议)计算(设置), 依据IP地址
    • 交换机: 利用自学习、泛洪构建转发表, 依据MAC地址

交换机简介_第5张图片

7 网络设备对比

交换机简介_第6张图片

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