二层交换机原理

二层交换机基本原理

    1.交换机是工作在第二层的网络设备，即工作在数据链路层，处理的是数据帧。

    2、交换机从端口接收到第一个数据帧时，交换机进行MAC地址表的自学习，即交换机通过读取数据帧的源MAC地址和帧进入的交换机端口，在转发表当中生成一条记录，该记录指明源站点的MAC地址和帧进入的端口的绑定关系。

   3、交换机转发数据帧时，先检查数据帧的目的MAC地址，然后在MAC地址表中查找相关的记录，若存在相关MAC地址和交换机端口绑定的记录，则将数据帧从该记录的相应端口将数据帧转发出去；若MAC地址表中无相关记录，则交 换机将在除收到该帧的所有接口泛洪，即广播此数据帧。当目的站点收到数据帧时会向源发回响应帧，交换机在此时通过读取数据帧的MAC，并在MAC地址表作记录，往后再有数据帧的发送到该MAC地址是无需再次广播。

   4、交换机转发数据帧的交换模式:

   1)直通转发(cut-through),又可以分为两类：

     a、快速转发，已收到数据帧的目的地址（6byte）就进行查表转发

             b、无碎片转发，交换机在收到64Byte后即可进行转发，收到64Byte表示该帧不是冲突帧，所以无碎片转发其实就是实现冲突帧的过滤

   2)存储转发(store&forward),在转发前并收到完整的数据帧,通过计算帧的校验和并与帧尾部的校验和比较,此为差 错检测;无误后进行转发。存储转发会发生延迟，但可以进行差错检测。

5、交换机作用

        1）分割冲突域，每一个端口就是一个冲突域。冲突域是指使用两个或多个设备对网络进行分段所形成的可共享同一 带宽的区域,交换机将大的冲突域分割为小的冲突域.

        2）划分VLAN，由于一台交换机只有一个广播域，当接口增多的时候容易发生广播风暴导致交换机的性能急剧下降，可以通过划分VLAN解决这个问题，同时也可以实现一定的交换机安全

        3）消除回路，通过生成树协议实现