交換機的工作原理 淺聊交換機的工作原理

2021-10-18 04:30:24 字數 1573 閱讀 2348

網際網路發展到今天,無線和有線裝置的頻寬都有巨大的提公升,但目前大部分企事業單位都還在使用ipv4的位址,也難免要進行不同網段的劃分,本次內容介紹二層交換機的vlan(虛擬區域網)配置,那麼為什麼要進行vlan的劃分呢?

我們先來了解一下二層交換機的工作原理,交換機是資料鏈路層裝置,它能夠讀取資料報中的mac(網絡卡)位址資訊,並根據mac來進行交換,如圖1所示。

圖1 交換機的工作原理

圖1中有a、b、c、d四台主機的ip位址在同一網段內,其ip位址和mac位址如圖1中所示,交換機有一張mac位址表,是通過mac位址來進行交換的,接入網路之前,交換機的mac位址是空的。

當主機a(192.168.1.1)向主機c(192.168.1.3)傳送資料的時候,交換機是如何把資料正確的發給主機c呢?

交換機的工作過程是這樣的,主機a在傳送資料時會攜帶自身的mac位址,交換機從e0埠收到了資料,就會在mac表中記錄一條資訊,如圖2所示。

圖2 交換機的工作原理(記錄e0埠)

從圖2中可知,交換機的mac位址表已經有一條記錄,此時交換機並不知道主機c在哪個埠,資料不確定從哪個埠**,這時交換機只能選擇在e0以外的所有埠都**(洪氾(flooding)),那麼主機b、c、d都會收到來自主機a的資訊,收到資訊後解開資料比對資訊,主機b和主機d發現不是找它的,就把資料丟棄,只有主機c核對後發現是找c的,於是返回一條資訊給交換機,返回資訊的時候,帶上自身的mac位址,這個時候交換機的mac位址表又多了一條記錄,如圖3所示。

圖3 交換機的工作原理(記錄e0和e2埠)

交換機收到來自主機c的資料後,是否又要向全部埠**呢?不會的,因為主機c發的資訊有目的位址資訊(主機a)交換機直接把資料在e0埠發給了主機a。

當主機b發資料給主機c的時候,交換機會從e1埠獲取主機b的mac位址並記錄在mac表中,交換機收到資訊後查詢mac表,發現已有主機c的位址,於是直接把資料往e2埠**,其他埠以此類推。需要注意的是mac表示動態的,當主機更換網絡卡或者主機移走的時候,一段時間以後交換機會把mac中的記錄移除,方便mac表的維護。

網路中通常是多台交換機共同工作,多台交換機在一起會出現什麼問題呢?下面來看一張網路拓撲圖。

如果整個網路屬於乙個網段,那麼只有乙個廣播域,那麼一旦發出廣播資訊,就會傳遍整個網路,主機就會不斷的接收廣播資訊,嚴重影響網路的質量,因此在設計區域網lan時,需要注意如何才能有效地分割廣播域。

解決辦法一是用路由器把網段劃開,二是把交換機劃分vlan,這次的內容我們介紹到這裡,下次介紹交換機的vlan配置。

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