交換機是什麼原理
交換機的工作原理是什麼呢?不知道的小夥伴來看看小編今天的分享吧!
交換機是基於以太網、光纖、異步傳輸模式 (ATM) 和InfiniBand等網絡的常見組件。
交換機工作於OSI參考模型的第二層,即數據鏈路層。交換機內部的CPU會在每個端口成功連接時,通過將MAC地址和端口對應,形成一張MAC表。在今後的通訊中,發往該MAC地址的數據包將僅送往其對應的端口,而不是所有的端口。因此,交換機可用於劃分數據鏈路層廣播,即衝突域;但它不能劃分網絡層廣播,即廣播域。
交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上,控制電路收到數據包以後,處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC(網卡的硬件地址)的NIC(網卡)掛接在哪個端口上,通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口,目的MAC若不存在,廣播到所有的端口,接收端口迴應後交換機會“學習”新的MAC地址,並把它添加入內部MAC地址表中。使用交換機也可以把網絡“分段”,通過對照IP地址表,交換機只允許必要的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發,可以有效的減少衝突域。
計算機網絡通信是分層進行的,交換機是較低層的東東。打個比方,當你們四個同時在打遊戲,從高層次來看,就是應用層上來看,有一個服務器在為四個客户端提供服務。就是你能看到的層次。
那麼四個客户端和服務器的數據怎麼被穩定的,傳送的呢?這個屬於網絡層和傳輸層乾的事,這個比應用層又低一個層次。簡單來説,我們僅看網絡層,給五個節點每個節點一個地址,就是ip地址。然後,數據就像平時郵局裏的郵件一樣按照目的地址投遞過去。在這一層上,我們能看到的就是五個地址之間相互傳數據。這就是互聯網。
交換機的工作比上面説的層次更低,因為按照ip地址找主機是個技術活,難度大,價格高。因此,我們希望那些離得近的主機,儘量內部解決,不用互聯網設備。因此,我們就把離得近的主機放在一個圈子裏面,用mac地址來相互通信。這就像你要給隔壁老王送個蛋,就自己上門跑一趟就好。交換機就是完成這事的。在交換機看來,它僅知道,按照mac地址和端口進行數據交換。比如你們四台機器連在1,2,3,4口上,外網連8口。你們打遊戲的時候,交換機知道的是,1,2,3,4口都有數據發到8口,8口也有數據發到1,2,3,4口。具體是哪口看mac地址。當然,交換機只能完成近端通信,當目的地遠的時候就仍然需要通過網關來通信了。
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