交换网络

1.1 网络设备

Hub(集线器):主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离。

交换机:交换机工作在数据链路层,它有效地隔离了以太网中的冲突域,极大地提升了以太网的性能。交换机是根据MAC地址进行寻址的。

路由器:工作在三层环境中,路由器是根据IP地址进行寻址的。

冲突:发送方数据相互干扰的现象。

冲突域:同时发送数据就会造成冲突的设备即处于同一个冲突域(Collision Domain)中。

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection):是一种争用型的介质访问控制协议。通过在发送数据之前,侦听信道是否空闲来避免冲突的一种技术。

CSMA/CD的工作原理:可简单总结为:先听后发,边发边听,冲突停发,随机延迟后重发(退避算法决定延时时间)

Windows机器如何查看主机的MAC地址:管理员在开始->运行中输入cmd命令进入命令提示符,然后在命令提示符中输入命令ipconfig /all。

1.2 MAC

  • 交换机中有一个MAC地址表,里面存放了MAC地址与交换机端口的映射关系。MAC地址表也称为CAMContent Addressable Memory)表。
  • 如图所示,交换机对帧的转发操作行为一共有三种:泛洪(Flooding),转发(Forwarding),丢弃(Discarding)。

1. 泛洪:交换机把从某一端口进来的帧通过所有其它的端口转发出去(注意,“所有其它的端口”是指除了这个帧进入交换机的那个端口以外的所有端口)。
2. 转发:交换机把从某一端口进来的帧通过另一个端口转发出去(注意,“另一个端口”不能是这个帧进入交换机的那个口)。
3. 丢弃:交换机把从某一端口进来的帧直接丢弃。

交换机的基本工作原理可以概括地描述如下:

    1. 如果进入交换机的是一个单播帧,则交换机会去MAC地址表中查找这个帧的目的MAC地址。

  如果查不到这个MAC地址,则交换机执行泛洪操作。

  如果查到了这个MAC地址,则比较这个MAC地址在MAC地址表中对应的端口是不是这个帧进入交换机的那个端口。如果不是,则交换机执行转发操作。如果是,则交换机执行丢弃操作。

​​​​​​​2. 如果进入交换机的是一个广播帧,则交换机不会去查MAC地址表,而是直接执行泛洪操作。

3. 如果进入交换机的是一个组播帧,则交换机的处理行为比较复杂,超出了这里的学习范围,所以略去不讲。另外,交换机还具有学习能力。当一个帧进入交换机后,交换机会检查这个帧的源 MAC 地址,并将该源 MAC 地址与这个帧进入交换机的那个端口进行映射,然后将这个映射关系存放进 MAC 地址表。
 

查看MAC地址表老化时间:

display mac-address aging-time

修改MAC地址表老化时间:

mac-address aging-time xx

一台交换机接口的转发效率在很大程度上取决于它的速率(Speed)和双工模式(Duplex)。交换机接口的物理带宽,决定了交换机设置的接口速率上限。例如,一个百兆以太网接口能够设置的速率上限就是100Mbit/s。此外,管理员可以将交换机接口速率设置为哪些数值,与接口的类型有关。

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