交换机的转发原理(一)

交换机的转发原理(一)

交换机的转发

什么是交换机？

交换机是计算机网络中的一种重要设备，常用于局域网（LAN）中。它负责在局域网中转发数据包，实现计算机之间的通信。

交换机的工作原理

交换机的转发过程包括以下几个步骤：

1.入端口：当交换机收到数据包时，首先需要确定数据

包是通过哪个端口进入交换机的。

2.学习：交换机会根据数据包中的源MAC地址学习到源

设备的MAC地址和对应的入端口。它会将这些信息保存在转发表

中，以便将来使用。

3.转发决策：当交换机收到数据包时，它会检查目的

MAC地址在转发表中是否存在。如果存在，它会将数据包转发到

相应的出端口；如果不存在，它会广播数据包到所有出端口（广

播风暴）。

4.更新转发表：当交换机收到数据包并进行转发后，它

会更新转发表中的相关信息，包括目的MAC地址和出端口。

交换机的转发方式

交换机的转发方式包括以下几种：

1.存储转发：存储转发是一种较为常见的转发方式。当

交换机接收到完整的数据包后，会先将数据包保存在内存中，然

后再进行转发。这种方式保证了数据包在转发过程中不会出错。

2.切分转发：切分转发是一种更加高效的转发方式。当

交换机接收到数据包后，会在接收数据的同时，将数据解析成帧，并同时进行转发。这种方式减少了数据包的传输时间，提高了网

络的传输效率。

3.公共地址转发：公共地址转发是一种特殊的转发方式。

在某些情况下，交换机会将目的地址为公共地址的数据包转发到

指定的接口，而不是广播到所有接口。

总结

交换机的转发原理是计算机网络中必须掌握的基本知识之一。它

通过学习源MAC地址并转发数据包到目的MAC地址，实现了局域网中

的设备通信。在实际应用中，不同的转发方式适用于不同的场景，可

以根据需求进行选择。

以上是关于交换机转发的简要介绍，希望对你有所帮助！

交换机的转发过程详解

1. 入端口

交换机的每个端口都有一个独特的标识，称为端口号。当交换机

接收到一个数据包时，它首先需要确定数据包是通过哪个端口进入的。这个过程可以通过数据包中的目的MAC地址来实现。

2. 学习

交换机在转发数据包之前，需要学习到源设备的MAC地址和对应

的入端口。它会将这些信息保存在一个称为转发表（Forwarding Table）的地方。转发表中的每一项包括源MAC地址和对应的入端口。3. 转发决策

当交换机收到一个数据包时，它会检查数据包中的目的MAC地址

在转发表中是否存在。如果存在，交换机会将数据包转发到与目的MAC 地址对应的出端口，以便数据能够准确的到达目标设备。

如果转发表中没有找到目的MAC地址，交换机会将数据包广播到

所有的出端口上，这个过程称为广播风暴（Broadcast Storm）。

4. 更新转发表

当交换机收到数据包并进行转发后，它会更新转发表中的相关信息。如果转发表中已经有对应的源MAC地址和入端口的记录，交换机

会更新该记录的时间戳。如果转发表中没有对应的记录，交换机会新

增一条记录。

同时，交换机也会检查转发表中的记录是否过期。如果某条记录

的时间戳超过了一定时间，交换机会将其删除，以确保转发表中的记

录始终是最新的。

交换机的转发方式进一步解析

1. 存储转发

存储转发指的是交换机在接收到一个完整的数据包后，会首先将

该数据包保存在内存中，然后再进行转发。这种方式确保了数据包在

转发过程中不会出错，因为交换机可以在转发之前对数据包进行校验

和检测是否有错。

存储转发需要在内存中缓存整个数据包，所以占用的存储资源较大，同时也引入了一定的延迟。

2. 切分转发

切分转发是一种更加高效的转发方式。交换机在接收到数据包时，会在接收的同时将数据包解析成帧，并且同时进行转发。

切分转发减少了数据包在交换机中的存储时间，提高了网络的传

输效率。但是，这种方式需要交换机能够快速解析数据包，并在解析

的同时进行转发。

3. 公共地址转发

在某些情况下，交换机会将目的地址为公共地址（例如广播地址）的数据包转发到指定的接口，而不是广播到所有接口。

这种方式用于特殊的网络配置，例如有多个子网需要通过一个交换机进行通信。交换机通过识别公共地址和特殊配置，将公共地址的数据包转发到指定接口，从而实现跨子网的通信。

小结

交换机的转发过程包括入端口、学习、转发决策和更新转发表四个步骤。交换机可以使用存储转发或切分转发的方式来转发数据包，具体选择哪种方式取决于实际需求。公共地址转发是一种用于特殊场景的转发方式。

理解交换机的转发原理对于设计和维护计算机网络非常重要。希望这篇文章能够帮助你更好地理解交换机的转发过程。