计算机网络实验-交换机

知识点汇总

• 集线器与交换机的区别

集线器是一种物理层设备，本身不能识别MAC地址和IP地址，当集线器下连接的主机设备间传输数据时，数据包是以广播的方式进行传输，由每一台主机自己眼中MAC地址来确定是否接收。
这种情况下，同一时刻由集线器连接的网络中只能传输一组数据，如果发生冲突则需要重传。集线器下连接的所有端口共享整个带宽，即所有端口为一个冲突域，如图所示。
交换机则是工作在数据链路层的设备，在接收到数据后，通过查找自身系统MAC地址表中的MAC地址与端口对应关系，将数据传送到目的端口。
交换机在同一时刻可进行多个端口之间的数据传输，每一端口都是独立的物理网段，连接在端口上的网络设备独自享有全部的带宽。因此，交换机起到了分割冲突域的作用，每一个端口为一个冲突域，如图所示。

• 冲突域和广播域的区别

  冲突域是基于第一层（物理层） 而广播域是基于第二层（数据链路层）
  连接在一个HUB上的所有设备构成一个冲突域，同时也构成一个广播域；
  连接在一个没有划分VLAN的交换机的各个端口上的设备分别属于不同的冲突域，但同属于一个广播域。

交换机的具体工作流程

工作原理

• 查找内存中的MAC地址表用以确定目的MAC地址
• 利用内部交换矩阵将数据包传送到目的节点
• 目的MAC地址不存在，则广播到所有端口——泛洪

工作原理——MAC地址学习

• 自动学习功能
  根据收到的ethernet包中的源MAC地址更新MAC地址表内容。 使用时间越长，学到的MAC地址就越多。
• 自动年龄功能（地址老化时间aging-time）
  存在于MAC地址表中的MAC地址，如果长时间没有从该MAC地址收到包，则该MAC地址将被删除。当再次收到该MAC地址发送的包时，把该包作为广播包处理，重新学习。