交換機(jī)基礎(chǔ)知識總結(jié)之技術(shù)篇（交換機(jī)常用的交換技術(shù)）
2024-04-06
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更新時(shí)間：2024-04-06 00:12:57作者：佚名
交換技術(shù)總結(jié)
1. 端口交換技術(shù)
端口交換技術(shù)最早出現(xiàn)在插槽式的集線器中，這類集線器的背板通常劃分有多條以太網(wǎng)段（每條網(wǎng)段為一個(gè)廣播域），不用網(wǎng)橋或路由連接，網(wǎng)絡(luò)之間是互不相通的。以大主模塊插入后通常被分配到某個(gè)背板的網(wǎng)段上，端口交換用于將以太模塊的端口在背板的多個(gè)網(wǎng)段之間進(jìn)行分配、平衡。根據(jù)支持的程度，端口交換還可細(xì)分為：
模塊交換：將整個(gè)模塊進(jìn)行網(wǎng)段遷移。
端口組交換：通常模塊上的端口被劃分為若干組，每組端口允許進(jìn)行網(wǎng)段遷移。
端口級交換：支持每個(gè)端口在不同網(wǎng)段之間進(jìn)行遷移。這種交換技術(shù)是基于OSI第一層上完成的，具有靈活性和負(fù)載平衡能力等優(yōu)點(diǎn)。如果配置得當(dāng)，那么還可以在一定程度進(jìn)行容錯(cuò)，但沒有改變共享傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)，自而未能稱之為真正的交換。
2. 幀交換技術(shù)
幀交換是目前應(yīng)用最廣的局域網(wǎng)交換技術(shù)，它通過對傳統(tǒng)傳輸媒介進(jìn)行微分段，提供并行傳送的機(jī)制，以減小沖突域，獲得高的帶寬。一般來講每個(gè)公司的產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)技術(shù)均會有差異，但對網(wǎng)絡(luò)幀的處理方式一般有以下幾種：
直通交換：提供線速處理能力，交換機(jī)只讀出網(wǎng)絡(luò)幀的前14個(gè)字節(jié)，便將網(wǎng)絡(luò)幀傳送到相應(yīng)的端口上。
存儲轉(zhuǎn)發(fā)：通過對網(wǎng)絡(luò)幀的讀取進(jìn)行驗(yàn)錯(cuò)和控制。
前一種方法的交換速度非常快，但缺乏對網(wǎng)絡(luò)幀進(jìn)行更高級的控制，缺乏智能性和安全性，同時(shí)也無法支持具有不同速率的端口的交換。因此，各廠商把后一種技術(shù)作為重點(diǎn)。有的廠商甚至對網(wǎng)絡(luò)幀進(jìn)行分解，將幀分解成固定大小的信元，該信元處理極易用硬件實(shí)現(xiàn)，處理速度快，同時(shí)能夠完成高級控制功能（如美國MADGE公司的LET集線器）如優(yōu)先級控制。
3. 信元交換技術(shù)
ATM技術(shù)采用固定長度53個(gè)字節(jié)的信元交換。由于長度固定，因而便于用硬件實(shí)現(xiàn)。ATM采用專用的非差別連接，并行運(yùn)行，可以通過一個(gè)交換機(jī)同時(shí)建立多個(gè)節(jié)點(diǎn)，但并不會影響每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信能力。ATM還容許在源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)、節(jié)點(diǎn)建立多個(gè)虛擬鏈接，以保障足夠的帶寬和容錯(cuò)能力。ATM采用了統(tǒng)計(jì)時(shí)分電路進(jìn)行復(fù)用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的帶寬可以達(dá)到25M、155M、622M甚至數(shù)Gb的傳輸能力。但隨著萬兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)，曾經(jīng)代表網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)發(fā)展的未來方向的ATM技術(shù)，開始逐漸失去存在的意義。
關(guān)于交換機(jī)的幾個(gè)問答
交換機(jī)做什么？
答： 交換機(jī)做三件事： 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包， 洪泛數(shù)據(jù)包， 發(fā)現(xiàn)新MAC地址。
MAC表是做什么的？它是怎么生成、使用的？
答：1) MAC表像電話本 (yellow page), 電話本記錄 (名字、電話號碼)，MAC表記錄 (MAC、接口)。
2) 交換機(jī)收到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，用其MAC目的地址搜索MAC表。找到就轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，找不到就洪泛。
3) 收到數(shù)據(jù)包時(shí)，交換機(jī)用它的MAC源地址來查詢MAC表, 若沒找到，就是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新地址，把這個(gè)地址及輸入接口加入MAC表。這樣MAC表隨著新數(shù)據(jù)流而逐漸增長，所生成的條目 (MAC, Interface) 可被用來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
為什么交換機(jī)要洪泛？
答：網(wǎng)絡(luò)常用洪泛來找東西，局網(wǎng)的特點(diǎn)就是廣播、洪泛，而交換機(jī)是個(gè)局網(wǎng)設(shè)備，洪泛方便、高效率。交換機(jī)用MAC表來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，若表里沒有目的MAC，就不能轉(zhuǎn)發(fā)，而用洪泛。在不知道交換路徑的情況下，洪泛能把數(shù)據(jù)包很快的送到目的地。同時(shí)，洪泛的副作用也有不同的手段來節(jié)制。
同一個(gè)MAC會不會從不同的接口輸入？交換機(jī)怎么處理？
答： 會的。但MAC表只保留一個(gè)MAC。例，MAC1第一次從F0/1輸入，MAC表增添一個(gè)新條目 (MAC1, F0/1)。稍后，MAC1從另一個(gè)接口F0/5輸入，這次MAC表沒有增添新條目，而是把(MAC1, F0/1)更新 為(MAC1, F0/5).
什么情況會使得同一個(gè)MAC從不同的接口輸入？
答：環(huán)路。例，S1, S2, S3連成一個(gè)三角形，H1連接到S1， H2連接到S2，在然后三個(gè)交換機(jī)上造成洪泛。 例， H1 ping H2, MAC表是空的，S2會發(fā)現(xiàn) ping從兩個(gè)不同的輸入接口進(jìn)來。
交換機(jī)MAC表的條目有無時(shí)效？
答：有的, 大約5分鐘。MAC表只保存較為活躍的MAC. 若交換機(jī)在幾分鐘內(nèi)沒收到一個(gè)節(jié)點(diǎn)所發(fā)出的數(shù)據(jù)包，交換機(jī)就會把這個(gè)節(jié)點(diǎn)的MAC從MAC表清除。.
一個(gè)交換機(jī)的MAC表可以放幾個(gè)MAC? 答：根據(jù)型號、價(jià)格而定，從4K到 1M (1024K).