交換技術的基本原理

2019-11-05 01:34:42

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供稿：網友

　　　　局域網交換技術是OSI參考模型中的第二層——數據鏈路層（Data-Link Layer）上的技術，所謂“交換”實際上就是指轉發數據幀（frame）。在數據通信中，所有的交換設備（即交換機）執行兩個基本的操作：
　　　　交換數據幀，將從輸入介質上收到的數據幀轉發至相應的輸出介質；
　　　　維護交換操作，構造和維護交換地址表。
　　　　下面，我們探討一下這兩個基本操作的具體細節。
　　交換數據幀
　　　　交換機根據數據幀的MAC（Media access Control）地址（即物理地址）進行數據幀的轉發操作。交換機轉發數據幀時，遵循以下規則：
　　　　假如數據幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址，則向交換機所有端口轉發（除數據幀來的端口）；
　　　　假如數據幀的目的地址是單播地址，但是這個地址并不在交換機的地址表中，那么也會向所有的端口轉發（除數據幀來的端口）；
　　　　假如數據幀的目的地址在交換機的地址表中，那么就根據地址表轉發到相應的端口；
　　　　假如數據幀的目的地址與數據幀的源地址在一個網段上，它就會丟棄這個數據幀，交換也就不會發生
　　構造維護交換地址表
　　　　交換機的交換地址表中，一條表項主要由一個主機MAC地址和該地址所位于的交換機端口號組成。整張地址表的生成采用動態自學習的方法，即當交換機收到一個數據幀以后，將數據幀的源地址和輸入端口記錄在交換地址表中。思科的交換機中，交換地址表放置在內容可尋址存儲器（Content-Addressable Memory, CAM）中，因此也被稱為CAM表。
　　　　當然，在存放交換地址表項之前，交換機首先應該查找地址表中是否已經存在該源地址的匹配表項，僅當匹配表項不存在時才能存儲該表項。每一條地址表項都有一個時間標記，用來指示該表項存儲的時間周期。地址表項每次被使用或者被查找時，表項的時間標記就會被更新。假如在一定的時間范圍內地址表項仍然沒有被引用，它就會從地址表中被移走。因此，交換地址表中所維護的一直是最有效和最精確的地址—端口信息。

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