交换机的工作过程
交换机和路由器的工作过程
交换机和路由器的工作过程
交换机的工作过程是根据MAC地址将数据帧从一个端口转发
到另一个端口。
当一个数据帧到达交换机时，交换机会检查它的目标MAC地址，并查找交换表以确定目标MAC地址所对
应的端口。
如果目标MAC地址的记录存在于交换表中，交换
机会通过相应的端口将数据帧发送出去；如果记录不存在，交换机会广播该数据帧到所有端口（除了输入端口），以便学习到目标MAC地址的位置，并更新交换表。
路由器的工作过程是根据网络层的IP地址，将数据包从一个
网络转发到另一个网络。
当一个数据包到达路由器时，路由器会检查它的目标IP地址，并查找路由表以确定下一跳的地址。
路由表通常包含了一系列目标网络及其相应的下一跳地址。
路由器会根据最长匹配原则，找到与目标IP地址最匹配的路由
表项，并将数据包转发到相应的下一跳地址。
总结起来，交换机是根据MAC地址将数据帧从一个端口转发
到另一个端口，而路由器是根据IP地址将数据包从一个网络
转发到另一个网络。
交换机工作在数据链路层，而路由器工作在网络层。
交换机的工作原理
交换机的工作原理交换机是一种用于在计算机网络中转发数据包的设备。
它的主要功能是根据目的地址将数据包从一个端口转发到另一个端口，以实现不同设备之间的通信。
交换机使用MAC地址来识别和转发数据包，它可以在局域网内部建立一个虚拟的通信网络，称为虚拟局域网（VLAN），以实现更灵活的网络管理。
交换机的工作原理可以分为三个主要步骤：学习、过滤和转发。
1. 学习：当交换机接收到一个数据包时，它会提取数据包中的源MAC地址，并将其与接收到数据包的端口关联起来。
交换机会将这个信息存储在一个称为MAC地址表的内部数据库中。
通过学习源MAC地址，交换机可以建立一个关于网络中设备位置的映射。
如果交换机已经知道一个目的MAC地址与某个特定端口相关联，它将直接将数据包转发到该端口，而不需要广播到整个网络。
2. 过滤：交换机可以根据MAC地址表中存储的信息来过滤数据包。
如果交换机接收到一个数据包，并且目的MAC地址在MAC地址表中有对应的条目，交换机将只将数据包转发到与目的MAC地址相关联的端口，而不会广播到整个网络。
这种过滤机制可以减少网络中的冗余流量，提高网络性能。
3. 转发：如果交换机接收到的数据包的目的MAC地址在MAC地址表中没有对应的条目，交换机将广播数据包到所有的端口，以寻找目的设备。
一旦目的设备响应并发送回复数据包，交换机将学习到目的MAC地址，并将其与相应的端口关联起来。
这样，下次交换机接收到发送给该设备的数据包时，就可以直接将其转发到正确的端口，而不需要广播。
除了上述的基本工作原理，现代交换机还可以支持一些高级功能，如虚拟局域网（VLAN）、链路聚合、流量控制、安全策略等。
这些功能可以进一步提高网络的可靠性、性能和安全性。
总结起来，交换机的工作原理是通过学习源MAC地址，过滤数据包，并根据目的MAC地址将数据包转发到正确的端口。
它可以提高网络的性能和可靠性，减少冗余流量，并支持一些高级功能来满足不同的网络需求。
交换机的五大工作过程
交换机的五大工作过程介绍交换机是计算机网络中的核心设备，它具有传输数据的功能，并能根据目标地址将数据包转发到目标设备。
交换机的工作涉及五个重要的过程，分别是帧接收、帧过滤、帧转发、广播处理和链路管理。
本文将逐一介绍这五个过程，并探讨它们在交换机中的作用。
1. 帧接收帧接收是交换机的第一个工作过程，它的主要功能是将物理层上接收到的信号转化为帧。
交换机通过物理层的接口接收到来自网络上的数据包，并将其解析成帧的格式，包括源MAC地址、目标MAC地址、数据等。
这个过程类似于接听电话的过程，交换机在接收到数据帧后，会对其进行进一步的处理。
2. 帧过滤帧过滤是交换机的第二个工作过程，它的主要功能是根据目标MAC地址决定是否将帧转发到某个接口。
交换机通过查找帧中的目标MAC地址，与自身的MAC地址表进行匹配，以确定帧的转发方向。
如果目标地址在MAC地址表中存在，则将帧直接转发到相应接口；如果目标地址在表中不存在，则交换机将帧广播到所有其他接口。
2.1 MAC地址表MAC地址表是交换机中非常重要的数据结构，用于存储不同设备的MAC地址和相应的接口信息。
当交换机接收到帧时，会将源MAC地址及其接口信息添加到MAC地址表中。
在帧过滤过程中，交换机会逐一比对目标MAC地址和MAC地址表中的项，以确定帧的转发方向。
2.2 帧的转发决策帧的转发决策是帧过滤过程的核心。
交换机在收到帧后，首先会在MAC地址表中查找帧的目标MAC地址，如果找到匹配项，则将帧转发到相应接口；如果找不到匹配项，则将帧广播到所有其他接口。
帧的转发决策是基于目标设备的MAC地址，因此交换机能够实现点对点的数据传输，提高网络的效率和安全性。
3. 帧转发帧转发是交换机的第三个工作过程，它将经过帧过滤的帧转发到目标设备。
在帧过滤过程中，交换机已经确定了帧的转发方向，因此在帧转发阶段，交换机只需要将帧从输入接口转发到输出接口即可。
这个过程类似于将信件从邮局寄给收件人，在转发过程中，交换机不会改变帧中的源MAC地址和目标MAC地址。
光纤交换机的工作原理
光纤交换机的工作原理
光纤交换机是一种用于局域网或广域网中的数据交换设备。
它利用光纤传输数据，具有高速、大带宽和稳定性等优势。
光纤交换机的工作原理如下：
1. 数据帧的接收和转发：当光纤交换机接收到一个数据帧时，它会检查帧头中的目的MAC地址，然后查询交换表以确定数据帧应该被发送到哪个输出端口。
交换表记录了MAC地址与端口之间的对应关系。
2. 交换表的建立：在交换机刚开始工作时，交换表是空的。
当数据帧经过交换机时，交换机会学习到源MAC地址与输入端口之间的对应关系，并将其记录到交换表中。
这样，在日后同一源MAC地址的数据帧到达时，交换机就可以直接根据交换表进行转发，而不必广播到所有端口。
3. 广播帧的处理：当交换机接收到一个广播帧时，它会将该帧转发到所有的输出端口，以确保所有连接到交换机的设备都可以接收到该广播消息。
4. 碰撞域的隔离：交换机工作在数据链路层，能够对输入和输出端口之间的通信进行隔离，从而减少碰撞域。
每个端口都有自己的缓冲区，当收到的数据帧超过缓冲区容量时，交换机会根据流控策略进行数据丢包和拥塞控制。
5. 路由功能的支持：一些高级的光纤交换机还具有路由功能，能够根据网络层的IP地址进行转发。
这样，交换机不仅可以
根据MAC地址进行转发，还可以根据IP地址进行精确的数据转发。
总之，光纤交换机通过检查数据帧的目的MAC地址并在交换表中查找对应的输出端口来实现数据的转发，从而实现对信息的快速、准确地交换和传输。
简述交换机工作原理
简述交换机工作原理
交换机是用于在计算机网络中转发数据的设备。
其工作原理可以简述如下：
1. 数据帧的传输：当一台主机想要发送数据时，首先将数据分割成较小的数据帧。
每个数据帧都包含了目标MAC地址、源MAC地址以及数据内容。
2. MAC地址表：交换机内部维护了一个MAC地址表，用于记录已知的主机MAC地址与其所在的接口的对应关系。
初始状态下，该表为空。
3. 数据帧的到达：当一个数据帧到达交换机时，交换机会解析数据帧中的MAC地址，从MAC地址表中查找与目标MAC 地址对应的接口。
4. MAC地址学习：如果交换机的MAC地址表中没有与目标MAC地址对应的记录，交换机会将该数据帧通过所有的接口广播出去。
5. 接口学习：当广播的数据帧到达其他主机时，主机会检查数据帧的目标MAC地址是否与自己的MAC地址相符。
如果相符，则主机会将其收下，并向交换机发送一个帧，告诉交换机该主机所在的接口。
6. 更新MAC地址表：交换机会根据接收到的帧更新MAC地址表，以便记录下该主机的MAC地址与相应的接口。
7. 无冲突转发：根据MAC地址表中记录的对应关系，交换机可以准确地将数据帧转发至目标主机所在的接口，实现点对点的数据传输。
这保证了数据的高效、无丢失的传输。
总结来说，交换机根据数据帧中的MAC地址，通过学习和查找的方式将数据转发至目标主机所在的接口，实现了快速、准确的数据传输。
程控交换机工作流程
程控交换机工作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!程控交换机是一种用于电话通信的设备，它的工作流程可以分为以下几个步骤：1. 用户呼叫：当用户拿起电话听筒并拨打号码时，程控交换机接收到用户的呼叫请求。
交换机和路由器工作原理
交换机和路由器工作原理交换机和路由器是计算机网络中常用的两种设备，它们在网络通信中起着重要作用。
本文将分别介绍交换机和路由器的工作原理。
一、交换机的工作原理交换机是一种用于局域网的设备，它通过MAC地址进行数据包的转发。
当一台计算机发送数据包时，交换机会根据数据包中的目标MAC地址，将数据包转发到目标MAC地址所对应的端口上。
交换机在转发数据包时，会记录下源MAC地址与对应的端口，以便下次转发时能够快速找到目标端口。
交换机的工作原理可以分为两个阶段：学习阶段和转发阶段。
1. 学习阶段：当交换机收到一个数据包时，它会提取出数据包中的源MAC地址，并将该地址与接收到数据包的端口绑定起来。
如果交换机之前没有接收过该源MAC地址，则会将该地址与接收到数据包的端口绑定起来。
通过这种方式，交换机逐渐学习到网络中各个设备的MAC地址与端口的对应关系。
2. 转发阶段：当交换机收到一个数据包时，它会查找数据包中的目标MAC地址所对应的端口，并将数据包转发到该端口上。
如果交换机之前没有接收到过目标MAC地址，则会将数据包广播到所有端口上。
当目标设备回复数据包时，交换机会将源MAC地址与对应端口的绑定关系更新。
这样，交换机在转发数据包时就能够根据学习到的MAC地址与端口的对应关系，快速找到目标端口，实现数据包的高效转发。
二、路由器的工作原理路由器是一种用于连接不同网络的设备，它通过IP地址进行数据包的转发。
当一台计算机发送数据包时，路由器会根据数据包中的目标IP地址，将数据包转发到目标IP地址所在的网络。
路由器的工作原理可以分为三个阶段：接收阶段、转发阶段和发送阶段。
1. 接收阶段：当路由器接收到一个数据包时，它会提取出数据包中的目标IP地址，并查找路由表来确定数据包的下一跳。
路由表是路由器内部存储的一张表格，记录了各个网络的IP地址和对应的下一跳。
通过查找路由表，路由器可以确定数据包的下一跳地址。
2. 转发阶段：在转发阶段，路由器根据路由表确定数据包的下一跳地址，并将数据包转发到相应的接口上。
交换机的工作原理和应用
交换机的工作原理和应用一、交换机的基本概念交换机是计算机网络中的重要设备，常用于局域网或广域网中。
它的主要功能是在网络中转发数据包，实现不同设备之间的通信。
交换机通过学习MAC地址，将数据包从一个接口转发到另一个接口，提供高效的数据传输和广播控制。
二、交换机的工作原理1.MAC地址学习与转发：交换机通过监听数据帧，学习每个接口连接的设备的MAC地址，并将这些信息存储在交换表中。
当接收到一个数据帧时，交换机会查询交换表，找到目标MAC地址所对应的接口，并将数据帧转发到该接口上。
2.广播与组播处理：交换机能够根据转发表中的信息，将广播和组播数据帧仅转发到需要的接口上，而不是广播到整个网络中。
这样可以提高网络的效率，并减少网络拥塞。
3.链路聚合：交换机还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。
当其中一个链路发生故障时，交换机能自动切换到其他链路上，保证数据的连续传输。
4.虚拟局域网(VLAN)的支持：交换机可以根据端口或MAC地址将网络划分为多个虚拟局域网，实现不同虚拟局域网之间的隔离和通信。
这样可以增强网络的安全性和管理灵活性。
三、交换机的应用场景1.局域网接入交换机：局域网接入交换机常用于办公室、学校和家庭等场景，连接多台计算机和其他网络设备。
它可以根据数据帧的目标MAC地址，将数据包传输到目标设备，实现设备之间的通信。
2.交换机与路由器结合：交换机与路由器结合可以构建复杂的企业网络。
交换机负责局域网中的内部通信，路由器则负责连接不同的局域网和广域网，实现不同网络之间的通信。
3.数据中心交换机：数据中心交换机用于连接大量的服务器和存储设备，实现数据中心内的高速数据传输。
它通常支持更高的带宽和更大的转发能力，以满足数据中心对高性能网络的需求。
4.工业交换机：工业交换机用于工业控制系统中，提供可靠的数据传输和网络连接。
它通常具有防尘、防水、防腐蚀等特性，适用于恶劣的工业环境。
四、交换机的发展趋势1.高速转发能力：随着数据量的增加，对交换机的转发能力提出了更高的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
交换机的功能及工作过程
By:吾怜茜
一．交换机概述：
交换机是一种工作在二层的设备，但是随着技术的不断进步，现在已经出现了诸如三层交换机，多层交换机产品。
在本篇中讨论的是二层交换机的一些特性。
二．交换机的功能：
1.地址学习
有些地方也叫做基于源MAC地址学习，这个功能主要就是学习和存储MAC 地址。
2.帧的转发/过滤
数据帧的转发主要是交换机能够根据MAC地址表来转发数据，过滤则是对一些受限制的数据进行阻止或丢弃。
3.环路避免
由于交换机的某些特性会带来一些问题，比如形成环路，因此为了保证网络上数据的正确传输以及网络的稳定要采取一些措施来避免这些问题，主要是通过STP来实现，稍后会讲到。
三．交换机的工作过程：
交换机在运行的时候要维护几张表，比如CAM表，vlan.data表。
CAM表用来保存学到的MAC地址；VLAN.DATA文件用来保存VLAN相关的信息。
1.在交换机初始加电的时候它的MAC地址表是空的，当其他与其相连的设备（PC，交换机，路由器等）向它发送一个信息的时候，交换机就会根据数据的源MAC和目标MAC对数据进行处理，因为发的是第一个包，所以这时候交换机会把源MAC地址和数据从本交换机进来的端口号做关联，然后加上VLAN号保存起来形成一个CAM表条目。
因为交换机的MAC地址表现在是空的，所以它不知道数据的目的地在那里，这时候交换机会发送ARP请求把数据从除了数据进来的端口之外的所有端口广播，这个过程称为泛洪，当目标主机收到数据之后会返回一个回应包，告诉交换机自己的MAC地址，这时候交换机又会根据目标主机返回的包把目标主机的MAC地址和进来的端口关联起来加上VLAN号形成一个新的CAM表条目。
这个过程就是地址学习。
我们通过下面的图来详细了解一下。
现在PC1和PC2要进行通信（比如一个PING包），PC1会发出一个数据包格源MAC 目标MAC 源IP 目标IP
1111 2222 192.168.1.
1
192.168.
1.2
：1111
不在CAM表中，这时候交换机会做一条记录，他会把源MAC和端口对应关系加上
MAC地址端口号Vlan号1111.1111.1111 F0/1 1
除了从F0/1数据进来的端口之外的F0/2,F0/3转发ARP请求，大致就是询问192.168.1.2的MAC地址是多少。
发送之后PC2,PC3都会受到数据包，PC3把包拆开发现不是自己的IP地址，就会把数据丢弃，而PC2收到数据之后发现目标IP是自己，这时候PC2就回发送一个回应。
告诉交换机“我是192.168.1.2我
MAC地址端口号Vlan 2222.2222.2222 F0/2 1
通信的时候会重复上述步骤，SW1就能学到PC3的MAC地址。
但是有一点要注意，就是如果PC1和PC2的位置改变，F0/1联接PC2，F0/2联接PC1，这个时候经过一次数据通信和地址学习的过程之后，端口F0/1对应的MAC地址就会变成2222.2222.2222。
F0/2对应的MAC地址就会变成1111.1111.1111。
这是因为交换机总是以最后学到的MAC地址为准的。
2.当交换机学习到直连的本网段内所有的MAC地址之后，如果再有数据包过来，交换机就会根据CAM表里面的对应条目对数据进行处理，还是上面那个图。
PC1要和PC2通信，当数据包进过SW1的时候交换机首先看源和目标MAC地址，然后查看CAM表，因为CAM表里面已经有对应关系PC2的MAC地址2222对应端口F0/2所以直接把数据从F0/2发出去而不用再发到PC3。
这就是交换机的数据转发，如果发送方和接收方不在同一网段，或者在不同VLAN，或者在交换机上
作了二层ACL，则数据将被过滤掉。
交换机的转发有三种方式：
直接转发
存储转发
片段转发
其中直接转发不对数据进行校验，直接把数据从相应端口发送出去。
这样容易造成很多无用的数据帧碎片（残帧，坏帧，错误帧等）。
存储转发则是先存储整个数据帧，然后对其进行校验，校验无误后再转发出去。
虽然这样做减少了错误帧的问题，但是对每个帧进行整体存储校验这样会占用很多系统资源。
片段转发则综合了直接转发和存储转发的优点，它只检查数据帧的前64个字节，校验通过则进行转发，这样即保证了数据的正确性又能使数据得到比较快速的转发。
当然对于应用环境的不同，上述三种转发方式各有其特点。
3.由于交换机的地址学习和转发功能，会带来一些潜在的问题，如下图所示，PC1要和PC2通信，我们来分析一下数据的流向：
这里会出现俩种情况：
一．当SW1的F0/2收到数据的时候，首先添加一条MAC地址对应关系，地址1111.1111.1111从F0/2学到，然后查看CAM表发现MAC地址2222.2222.2222不在他的CAM表里，这时他会向除了F0/2之外的所有端口转发,于是数据从F0/1转发出去，这里有会有两种情况：
a.PC2正确收到数据，返回一个数据包。
b.SW2收到数据，首先添加一条MAC地址对应关系，地址1111.1111.1111从F1/1学到。
然后查看CAM表，发现没有对应的MAC地址则会从除F1/1之外的所有端口即F1/2转发出去，又回到SW1然后就这样一直在SW1和SW2之间传递。
形成广播风暴。
二．当SW2的F1/2收到数据的时候，第一步添加一条MAC地址条目，1111.1111.1111从F1/2学到，这时候由于上面一种情况1111.1111.1111是由F1/1学到，这时候会把CAM表里面的对应关系改掉，然后发现MAC地址2222.2222.2222不在他的CAM表里，SW2同样会从F1/1将数据转发出去，这时候也有两种情况：
a.PC2收到数据包，这时候由于之前已经收到一个数据包，此时再受到一个包，这样就出现了重复帧的问题。
b.SW1收到数据包，他会发现MAC地址1111.1111.1111是由F0/1学到的，同样改写自己的CAM表，这样反反复复，CAM表会一直不停的改，造成MAC地址不稳定。
由上可知当存在多链路或者多设备在交换机之间形成环的时候会带来三个问题，即广播风暴、重复帧、MAC地址不稳定。
这三个问题的出现是很危险的，因此我们要想办法避免它，通过STP（生成树协议）交换机就可以避免环路。
他的工作过程如下图：
之所以会出现那三种情况是由于在交换机之间形成了一个逻辑的环，如果能打破这个环那么上述三种情况就不会出现了。
STP就是基于这个思想在逻辑上把某个端口阻塞掉，如上图把SW2的F1/1端口阻塞掉，这样在SW2上F1/2过来的数据就不会从F1/1转发出去，想从F1/1进来的数据也会被挡在外面进不来。
这里介绍的是多链路的情况，如果是多设备的情况也是通过逻辑上阻塞掉某个端口来实现的，使得整个拓扑看上去像棵树一样，树是没有环路的。
这里给大家简单介绍了一些基于MAC地址的二层交换机的工作过程和原理，希望大家看了之后对二层交换机的工作机制有所了解，希望这篇文章能给大家有所收获。
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
请预览后才下载，期待你的好评与关注！）。