交换机的作用与功能

2021-06-04 1

交换机的作用与功能

交换机的作用如下:

1、 像集线器一样,交换机提供了大量可供线缆连接的端口,这样可以采用星型拓扑布线。

2、 像中继器、集线器和网桥那样,当它转发帧时,交换机会重新产生一个不失真的方形电信号。

3、像网桥那样,交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑。

4、 像网桥那样,交换机将局域网分为多个冲突域,每个冲突域都是有独立的宽带,因此大大提高了局域网的带宽。

5、 除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外,交换机还提供了更先进的功能,如虚拟局域网(VLAN)和更高的性能。

交换机,是一个扩大网络的器材,能为子网络中提供更多的连接端口,以便连接更多的计算机。举个例子:你住在一个小区一栋楼内,楼上、楼下有什么事儿喊一嗓子就知道了。但是住的人多了之后就会出现噪音扰民的困扰,你听到的大部分内容都与你无关。于是大家就一起约定,小区内有什么事都以书信的形式通过门卫负责转达,小区外的通信,由门卫与邮递员进行交接。这样就不解决噪音扰民的问题,传达室打野负责小区内的通信,邮递员负责小区外的通信。没有门卫行不行?可以,小区人不多的话,完全是不需要门卫这个角色。但如果小区人很多,没有门卫这个角色,邮递员的负担就大大增加,本来他只要一到小区门口把成捆成捆的信件丢给门卫就走人了,现在要挨家挨户的敲门。

喊一嗓子等于集线器的作用,门卫等于交换机的作用,邮递员等于路由器的作用。要与外界进行通信,就必要要使用到路由器;家庭网络,联网的终端不多,路由器就可以兼任交换机的角色;网吧和中、大型企业,需要用到交换机来分摊内部通信压力;01交换机工作于OSI参考模型的第二层(数据链路层)。交换机是一种多端口的网桥,能够在计算机网络上连接不同的设备。交换机在数据链路层使用MAC地址转发数据,通过报文交换接收和转发数据到目标设备。一些交换机引入了路由功能可以在网络层转发数据,这种交换机一般被称为三层交换机或者多层交换机。交换机对数据包的转发是创建在MAC地址基础之上的,对于IP网络协议来说,它是透明的。

交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时,通过将MAC地址和端口对应,形成一张MAC表。通信过程中,发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口,而不是所有的端口。因此交换机可用于划分数据链路层广播,即冲突域;但它不能划分网络层广播,即广播域。02交换机在操作过程当中观察每个端口的数据帧获得源MAC地址会不断地收集资料,在内部的高速缓存中创建MAC地址与端口的映射表。当交换机接收的数据帧的目的地址在该映射表中被查到,交换机便将该数据帧送往对应的端口。如果它查不到,便将该数据帧广播到该端口所属虚拟局域网(VLAN)的所有端口,如果有回应数据包,交换机便将在映射表中增加新的对应关系。

当交换机初次加入网络中时,由于映射表是空的,所以,所有的数据帧将发往虚拟局域网内的全部端口直到交换机“学习”到各个MAC地址为止。这样看来,交换机刚刚启动时与传统的共享式集线器作用相似的,直到映射表创建起来后,才能真正发挥它的性能。这种方式改变了共享式以太网抢行的方式,如同在不同的行驶方向上铺架了立交桥,去往不同方向的车可以同时通行,因此大大提高了流量。03提供多端口的二层桥接是以太网交换机的核心功能,而很多交换机也提供其他层级的服务,这种不仅仅提供了桥接功能的交换机也被称为多层交换机。多层交换机可以在许多层级上学习拓扑结构,也可以在一层或多层上进行转发。

一层一层网络设备传输数据而不控制任何流量,比如集线器。任何进入端口数据包会被转发到除进入端口之外的其他所有端口。由于每个数据包会被分发到所有端口,产生的冲突会影响到整个网络,进而限制了它的整体的能力。三层三层交换机则可以处理第三层网络层协议,用于连接不同网段,通过对缺省网关的查询学习来创建两个网段之间的直接连接。在局域网中进行多子网连接,最好选用三层交换机,特别是在不同子网数据交换频繁的环境中。当然,如果子网间的通信不是很频繁,采用路由器也无可厚非,也可达到子网安全隔离相互通信的目的。具体要根据实际需求来定。

三层交换机可以实现路由器的全部或部分功能,但只能用于同一类型的局域网子网之间的互联。这样,三层交换机可以像二层交换机那样通过MAC地址标志数据包,也可以像传统路由器那样在两个局域网子网之间进行功能较弱的路由转发,它的路由转发不是通过软件来维护的路由表,而是通过专用的ASIC芯片处理这些转发;四层四层交换机可以处理第四层传输层协议,可以将会话与一个具体的IP地址绑定,以实现虚拟IP;七层更加智能的交换器,可以充分利用频宽资源来过滤,识别和处理应用层数据转换的交换设备。交换机虽然很少参与到家庭的组网,但它却是很重要的网络设备之一,它能够拓展网络提供更多的网络连接端口,并保证网络的有效、稳定的连接。