以太网交换机工作原理(精选)
交换机的原理及应用
MAC地址表的静态配置
ＭＡＣ地址除了象前面一样可以动态学习， 其实还可以进行静态手工配置，但一旦静态 配置某个目的地址和端号的映射关系后，交 换机就不能进行动态学习了。正因为这个特 性，我们就可以利用它来进行ＭＡＣ地址与 端口的绑定
数据帧的转发
交换机数据帧的转发与HUB的区别：
交换机的冲突域局限于一个端口 上，一个站点向网络发送数据，集线 器将会向所有端口转发，而交换机将 通过对帧的识别，只将帧单点转发到 目的地址对应的端口
ＭＡＣ地址学习
ＭＡＣ地址表是交换机管理地址与端 口信息的资料中心，其构成形式如下：
目的ＭＡＣ地址
发送端口号
E0/3 E0/5
M1 M2
地址学习过程
１、最初交换机ＭＡＣ地址表为空 ２、从需转发帧的源地址学习ＭＡＣ ３、从广播应答帧中学习MAC
MAC地址表的老化
为保证MAC地址表中的信息能够实时反映 实际网络拓朴情况，每个动态学习到的记录 都有一个老化的时间，如果在老化时间以内， 收到相应的地址信息则刷新MAC地址表对应 记录，没有收到相应信息则删除该记录
总结
交换机是通过动态学习和维护MAC 地址表，来对帧的识别，进行帧的单点 转发进行工作的。从而有效地提高了网 络的可利用带宽，取代HUB而成为现在 局域的核心设备。
应用
以太网交换机工作原理及应用
主要内容
交换机工作原理概述 ＭＡＣ地址学习 帧的转发和过滤 避免回路（在生成树协议章节另讲） 交换机工作原理的一些具体应用
交换机工作原理概述
以太网交换机是工作在数据链路层 的设备，外表和接口与ＨＵＢ（集线 器）相似．它通过判断数据帧的目的 ＭＡＣ地址，从而将帧从合适的端口 发送出去
网络交换机的工作原理 交换机 原理 机制
一、交换机的工作原理1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。
2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。
3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。
这一过程称为泛洪（flood）。
4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。
二、交换机的三个主要功能学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。
消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。
三、交换机的工作特性1.交换机的每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域。
2.交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内，也就是说，交换机不隔绝广播（惟一的例外是在配有VLAN的环境中）。
3.交换机依据帧头的信息进行转发，因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备（此处所述交换机仅指传统的二层交换设备）。
四、交换机的分类依照交换机处理帧时不同的操作模式，主要可分为两类：存储转发：交换机在转发之前必须接收整个帧，并进行错误校检，如无错误再将这一帧发往目的地址。
帧通过交换机的转发时延随帧长度的不同而变化。
直通式：交换机只要检查到帧头中所包含的目的地址就立即转发该帧，而无需等待帧全部的被接收，也不进行错误校验。
由于以太网帧头的长度总是固定的，因此帧通过交换机的转发时延也保持不变。
五、二、三、四层交换机？多种理解的说法：1.二层交换（也称为桥接）是基于硬件的桥接。
基于每个末端站点的唯一MAC地址转发数据包。
二层交换的高性能可以产生增加各子网主机数量的网络设计。
其仍然有桥接所具有的特性和限制。
以太网交换机的工作原理
以太网交换机的工作原理
以太网交换机的工作原理主要分为三个步骤，即学习MAC地址、建立转发表和数据转发。
首先，交换机会通过学习MAC地址来建立转发表。
当一个数
据帧到达交换机时，交换机会查看数据帧首部中的源MAC地址，并将其与一个特定的端口关联。
如果该地址之前没有在转发表中出现过，交换机会将该地址与到达的端口关联起来，并在转发表中添加一条新的记录。
如果该地址已经存在于转发表中，交换机会更新该地址的关联端口。
接下来，交换机会根据转发表中的信息建立转发表。
转发表记录了到达交换机不同端口的MAC地址。
当交换机收到数据帧时，它会查看该数据帧首部中的目的MAC地址，并在转发表
中查找该地址的关联端口。
如果找到了目的MAC地址的关联
端口，交换机会直接将数据帧转发到该端口，而不会在其他端口上进行广播。
如果找不到目的MAC地址的关联端口，则交
换机会在所有端口上进行广播，以确保所有端口都能接收到数据帧。
最后，交换机会进行数据转发。
当交换机接收到一个数据帧时，它会根据转发表中的信息将该数据帧转发到目的MAC地址的
关联端口上。
交换机会利用硬件的转发表进行快速的转发，以确保数据帧能够以最快的速度到达目的地。
通过以上的学习MAC地址、建立转发表和数据转发的过程，
以太网交换机可以实现对数据帧的快速、准确的转发，提高了局域网的传输效率和带宽利用率。
简述交换机的工作原理
简述交换机的工作原理
交换机是计算机网络中重要的网络设备，它用于实现对网络数据的转发和路由功能。
其工作原理如下：
1. 网络数据的接收：交换机通过端口接收到来自主机或其他交换机的网络数据包。
2. 数据包解析：交换机通过解析数据包的首部信息，获取目的地址等必要信息。
3. 数据包交换：交换机根据目的地址信息，将数据包转发到相应的端口。
如果交换机已经学习到了发送主机或其他交换机的位置，就直接将数据包转发到相应的端口。
如果交换机不知道目的地址的位置，则会广播数据包到所有端口，以此来查找目的地址的位置。
4. 数据包过滤：交换机还可以根据特定的规则对数据包进行过滤，如根据端口号、IP地址等来进行过滤，以控制网络访问。
5. 数据包转发表更新：交换机会根据收到的数据包来更新自己的转发表，以便下次转发时更高效地选择端口。
总结：交换机通过接收、解析、转发、过滤和更新转发表等一系列操作，实现了高效的数据包转发和路由功能，从而提高了网络的传输效率和安全性。
交换机的工作原理
交换机的工作原理交换机是计算机网络中常用的网络设备，用于连接多台计算机和其他网络设备，实现数据的传输和通信。
交换机的工作原理是通过学习和转发数据帧来实现网络设备之间的通信。
1. 数据帧的传输交换机通过物理端口接收和发送数据帧。
当一台计算机发送数据时，数据被封装成数据帧，并通过网络电缆传输到交换机的端口。
交换机接收到数据帧后，会检查帧的目的MAC地址，并将帧转发到目标端口，从而将数据传输到目标计算机。
2. MAC地址学习交换机通过学习源MAC地址和对应的端口，建立一个MAC地址表。
当交换机接收到数据帧时，会检查帧中的源MAC地址，并将其与接收到帧的端口关联起来，更新MAC地址表。
这样，交换机就能够知道每一个MAC地址所对应的端口，从而在转发数据时可以准确地找到目标端口。
3. 数据帧的转发当交换机接收到数据帧时，会检查帧的目的MAC地址，并查询MAC地址表，找到目标MAC地址对应的端口。
如果目的MAC地址在MAC地址表中存在，则交换机将数据帧转发到目标端口；如果目的MAC地址在MAC地址表中不存在，则交换机会将数据帧广播到所有其他端口，以便寻觅目标设备。
4. VLAN的划分交换机支持虚拟局域网（VLAN）的划分，将一个物理交换机划分成多个逻辑上独立的虚拟网络。
不同的VLAN可以实现隔离和安全性。
交换机通过将不同VLAN的端口隔离开来，实现不同VLAN之间的数据隔离和通信。
5. 网络流量控制交换机可以实现网络流量控制，通过设置端口速率限制、流量优先级和队列管理等方式，对网络流量进行管理和调度。
这样可以避免网络拥塞和冲突，提高网络的性能和可靠性。
6. 网络安全交换机可以通过MAC地址过滤、端口安全、VLAN隔离等方式，提供网络安全保护。
交换机可以限制某些MAC地址的访问，防止未经授权的设备接入网络；可以限制某些端口的访问权限，防止未经授权的用户访问网络；可以将不同VLAN隔离开来，提高网络的安全性。
总结：交换机是计算机网络中重要的网络设备，通过学习和转发数据帧来实现网络设备之间的通信。
交换机工作原理
交换机工作原理交换机是计算机网络中的重要设备，它可以实现网络中不同设备之间的数据传输和通信。
了解交换机的工作原理对于网络工程师和管理员来说至关重要。
本文将详细介绍交换机的工作原理，包括其基本功能、数据转发过程、网络拓扑结构和流量控制等方面。
一、交换机的基本功能交换机作为局域网（LAN）中的核心设备，主要有以下几个基本功能：1. 数据帧的转发：交换机可以根据源MAC地址和目的MAC地址来转发数据帧，将数据从一个端口转发到另一个端口，实现设备之间的直接通信。
2. 广播和组播：交换机可以将广播和组播数据帧转发到所有的端口，以实现网络中的广播和组播通信。
3. VLAN划分：交换机可以将局域网划分为多个虚拟局域网（VLAN），实现不同VLAN之间的隔离和通信。
4. 链路聚合：交换机可以将多个物理链路聚合成一个逻辑链路，提高链路的带宽和可靠性。
二、数据转发过程交换机的数据转发过程通常包括以下几个步骤：1. 学习MAC地址：当交换机接收到一个数据帧时，它会提取数据帧中的源MAC地址，并将该地址与接收到该数据帧的端口进行绑定，建立MAC地址表。
如果该地址已存在于MAC地址表中，则更新对应的端口信息；如果该地址不存在，则将该地址和端口信息添加到MAC地址表中。
2. 判断目的MAC地址：交换机会检查数据帧中的目的MAC地址，如果目的MAC地址在MAC地址表中存在，则将数据帧转发到对应的端口；如果目的MAC 地址在MAC地址表中不存在，则将数据帧广播到所有的端口（除了接收到该数据帧的端口）。
3. 数据转发：根据MAC地址表中的信息，交换机将数据帧转发到目的端口。
如果目的MAC地址在MAC地址表中存在，则只转发到对应的端口；如果目的MAC地址在MAC地址表中不存在，则转发到所有的端口（除了接收到该数据帧的端口）。
三、网络拓扑结构交换机可以根据网络的规模和需求，采用不同的拓扑结构。
常见的网络拓扑结构包括：1. 星型拓扑：所有的设备都直接连接到一个中央交换机，中央交换机负责转发数据。
学时以太网交换机工作原理
链路聚合技术
定义
链路聚合（Link Aggregation）是一种网络技术，可以将多个物理链路捆绑在一起，形成一个逻辑 上的单一链路，以提高链路的带宽和可靠性。
优点
可以提高网络的带宽和可靠性，实现负载均衡和故障转移。
配置
通过配置聚合组（AGGREGATION GROUP），将多个端口绑定在一起，实现链路聚合。
帧通过。
交换机的性能优化
04
VLAN技术
定义
VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一种通过将局 域网内的设备逻辑地划分成不同的网段，从而实现虚拟工作组的技术。
优点
可以限制广播域的范围，提高网络安全性，简化网络管理， 提高网络性能。
配置
通过配置VLAN ID和名称，将交换机上的端口划分到不同 的VLAN中。
01
汇聚层交换机主要负责将接入 层交换机汇聚起来，提供高速 、可靠的数据传输，同时对网 络流量进行控制和管理。
02
汇聚层交换机具有较高的端口 密度和扩展能力，能够满足大 规模网络的需求，并提供丰富 的路由和安全功能。
03
汇聚层交换机通常采用三层交 换技术，实现路由和交换的集 成。
交换机在核心层的应用
通过交换机的命令行接口进行配置和 维护。
SNMP
使用SNMP协议对交换机进行远程监 控和管理。
TFTP/FTP
使用TFTP或FTP协议上传和下载交换 机的配置文件。
升级软件
定期升级交换机的软件版本，以获得 最新的功能和修复漏洞。
常见故障处理案例
端口故障
检查端口连接是否正常，端 口配置是否正确，端口是否
学时以太网交换机工作 原理
以太网交换机原理
版权所有1.以太网交换机原理以太网交换机，作为今天我们广为使用的局域网硬件设备，一直为大家所熟悉。
它的普及程度其实是由于以太网的广泛使用，作为今天以太网的主流设备，几乎所有的局域网中都会有这种设备的存在。
看看以下的拓扑，大家会发现，在使用星型拓扑的情况下，以太网中必然会有交换机的存在，因为所有的主机都是使用电缆集中连接到交换机上从而能够互相连接的：其实在最早的星型拓扑中，标准的线缆集中连接设备是“HUB（集线器）”，但是集线器存在着：共享带宽、端口间冲突等问题，因为大家都知道，标准的以太网是一个“冲突的网络”，也就是说在一个所谓“冲突域”里面，最多只有两个节点可以互相通讯。
而且，虽然集线器有很多端口，但是其内部结构完全是以太网所谓的“总线结构”，也就是说其内部只有一条“线路”来进行通信。
如果上图中的设备是集线器的话，举个例子来说，假如端口1 和2 之间的节点正在通信，其它端口是需要等待的。
直接造成的现象也就是，比如端口1和 2 所连接节点之间传送数据需要10 分钟，端口 3 和 4 所在的节点在此同时也开始通过此集线器传输数据，互相间冲突，造成大家所需的时间都会变久，时间可能会达到20 分钟才能传送完毕。
也就是说集线器上互相通讯的端口越多，冲突越严重，传送数据所需的时间越久。
这种问题在小型以太网中并不会造成很大问题，并且可以很好的工作，但是如果网络上的通讯量有增加，或者连接的节点数目很多的时候，“冲突”会严重影响网络的性能，比如我们在第一章中讲解以太网原理的时候就解释过优化“冲突域”的问题，这时候我们需要能够隔离“冲突”的设备，交换机就可以完成这个功能了。
交换机在连接的时候，各个端口之间都可以同时通讯，也就是说端口间是不冲突的，也可以用来隔离冲突。
那么，什么样的原理造成交换机可以达成这个能力呢？我们来看看下图：高骞biteedu@ 版权所有翻录必纠 版权所有我们可以发现，交换机内部存在着桥接的环境，理论上每个端口之间都有独立的通路，而不是像集线器一样共享带宽。