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【基础】这些交换机你认识几个?

发布作者:微思网络   发布时间:2019-01-22   浏览量:0

一、二层交换机

1、什么是二层交换机?

二层交换机是指只支持OSI第二层(数据链路层)交换技术的交换机,二层交换技术发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。


2、二层交换机的过程

(1) 当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源MAC地址,这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的;

(2) 再去读取包头中的目的MAC地址,并在地址表中查找相应的端口。

(3) 如表中有与这目的MAC地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上。

(4) 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上,当目的机器对源机器回应时,交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应,在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。

不断的循环这个过程,对于全网的MAC地址信息都可以学习到,二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。


3、工作原理的特点

(1) 由于在厦门CCNA培训的时候,接触的交换机在对多数端口的数据进行同时交换,这就要求具有很宽的交换总线带宽,如果二层交换机有N个端口,每个端口的带宽是M,交换机总线带宽超过N×M,那么这交换机就可以实现线速交换;

(2) 学习端口连接的机器的MAC地址,写入地址表,地址表的大小(一般两种表示方式:一为BUFFER RAM,一为MAC表项数值),地址表大小影响交换机的接入容量;

(3) 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片,因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用ASIC不同,直接影响产品性能。


二、三层交换机


1、三层交换机是什么?


三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机,三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换,所具有的路由功能也是为这目的服务的,能够做到一次路由,多次转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现,而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能,由软件实现。三层交换技术就是二层交换技术+三层转发技术。

2、三层交换机的应用


三层交换机是为IP设计的,接口类型简单,拥有很强二层包处理能力,非常适用于大型局域网内的数据路由与交换,它既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能,同时又具有几乎第二层交换的速度,且价格相对便宜些。

在企业网和教学网中,一般会将三层交换机用在网络的核心层,用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN。不过应清醒认识到三层交换机出现最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换,所具备的路由功能也多是围绕这一目的而展开的,所以它的路由功能没有同一档次的专业路由器强。毕竟在安全、协议支持等方面还有许多欠缺,并不能完全取代路由器工作。


三、四层交换机


1、什么是四层交换机?


第四层交换机支持TCP/UDP第四层以下的所有协议,可识别至少80个字节的数据包包头长度,可根据TCP/UDP端口号来区分数据包的应用类型,从而实现应用层的访问控制和服务质量保证。所以,与其说第四层交换机是硬件网络设备,还不如说它是软件网络管理系统。也就是说,第四层交换机是一类以软件技术为主,以硬件技术为辅的网络管理交换设备。

2、与前者的区别

第二层交换机和第三层交换机都是基于端口地址的端到端的交换过程,虽然这种基于MAC地址和IP地址的交换机技术,能够极大地提高各节点之间的数据传输率,但却无法根据端口主机的应用需求来自主确定或动态限制端口的交换过程和数据流量,即缺乏第四层智能应用交换需求。第四层交换机不仅可以完成端到端交换,还能根据端口主机的应用特点,确定或限制它的交换流量。简单地说,第四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的,是一类基于TCP/IP协议应用层的用户应用交换需求的新型局域网交换机。


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