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在同一时刻交换机可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的物理网段注:非ip网段,连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用。当节点a向节点d发送数据时,节点b可同时向节点c发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽,都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10mbps的以太网交换机,那么该交换机这时的总流通量就等于2×10mbps=20mbps,而使用10mbps的共享式hub时,一个hub的总流通量也不会超出10mbps。总之,交换机是一种基于mac地址识别,能完成封装转发数据帧功能的网络设备。交换机可以“学习”mac地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。
1. 像集线器一样,交换机提供了大量可供线缆连接的端口,这样可以采用星型拓扑布线。
2. 像中继器、集线器和网桥那样,当它转发帧时,交换机会重新产生一个不失真的方形电信号。
3. 像网桥那样,交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑。
4. 像网桥那样,交换机将局域网分为多个冲突域,每个冲突域都是有独立的宽带,因此---提高了局域网的带宽。
5. 除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外,还提供了更---的功能,如虚拟局域网vlan和更高的性能。
交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。交换机还具备了一些新的功能,如对vlan虚拟局域网的支持、对链路汇聚的支持,甚至有的还具有防火墙的功能。
学习:以太网交换机了解每一端口相连设备的mac地址,并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的mac地址表中。
转发/过滤:当一个数据帧的目的地址在mac地址表中有映射时,它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口
消除回路:当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。交换机除了能够连接同种类型的网络之外,还可以在不同类型的网络如以太网和快速以太网之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或fddi等的高速连接端口,用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。
一般来说,交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段,但是有时为了提供更快的接入速度,我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样,网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度,支持的信息流量。
数据交换方式
交换机的数据交换方式分为直接交换和存储交换两种。
直接交换指交换机接收到数据帧后,立即获取帧中的目的地址,并通过mac地址表获取目的端口号,转发数据帧。此种数据交换方式快、---小,但又具有如下缺点:
---性较低。数据在传输过程中可能因碰撞而损坏,但直接交换方式不检查数据帧的完整性和正确性,直接转发数据,无法---数据帧传输的---性。
不同速率的端口无法直通。由于没有缓存,不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通。
实现困难。当交换机的端口增---,交换矩阵的复杂性也随之增加,实现起来比较困难。
存储转发是应用比较广泛的一种数据交换方式,使用此种方式,交换机接收到数据帧后会将数据帧进行存储与校验,若校验结果表明数据无误,再取出目的mac地址,通过映射表查找相应端口进行转发。
与直接交换相比,存储转发方式的---较大,但具有检错能力,且可支持不同速率的端口间的数据交换。
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