交换机原理_交换机工作原理解析

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交换机原理

　　数据传输基于OSI七层模型，而交换机就工作于其第二层，即数据链路层。在交换机内部存有一条背部总线和内部交换矩阵，其中，背部总线用于连接交换机的所有端口，内部交换矩阵用于查找数据包所需传送的目的地址所在端口。

　　控制电路受到数据包后，首先通过内部交换矩阵对其目的端口进行查询，若查询到则立刻将数据包发往该端口，若没有查询到，则广播至所有端口，接受端口发出回应后，将数据包发往该端口，并将其添加至内部交换矩阵中。

　　交换机工作原理解析

　　交换机并不会把收到每个数据信息都以广播的方式发给客户端，是由于交换机可以根据MAC地址智能的转发数据帧。交换机存储的MAC地址表将MAC地址和交换机的接口编号对应在一起，每当交换机收到客户端发送来的数据帧时，它就会根据MAC地址表的信息判断该如何转发。

　　交换机转发数据帧的过程

　　1、MAC地址的学习

　　如下面图所示，假设A主机发送的数据帧（源MAC地址为00-00-00-11-11-11，目标MAC地址为00-00-00-22-22-22）到交换机的1号接口，交换机首先查询的MAC地址表中1号接口对应的源MAC地址条目，如果条目中没有数据帧的源MAC地址，交换机会就将这个接口对应的源地址和收到该数据帧的接口标号（1号口）对应起来，添加到MAC地址表中

　　2、广播未知数据帧

　　如果交换机没有在MAC地址表中找到数据帧目的地所对应的条目，交换机就无法确定该从那个接口将数据帧转发出去，于是它被迫选用了广播的方式，即除了1号口之外的所有接口都将转发这个数据帧，我下面图所示，于是，网络中的主机B和主机C都会收到

　　3、接收回应信息

　　主机B会响应这个广播，并回应一个数据帧（源MAC地址为00-00-00-22-22-22，目标MAC地址为00-00-00-11-11-11），交换机也会将此帧的源MAC地址和接口标号（2号口）对应起来，添加到MAC地址表中，如下面图所示

　　4、交换机实现单播方式

　　现在，主机A和主机B之间的通讯不用借助广播了。因为MAC地址表中已经有它们的条目了，如下面图所示，主机A发送的数据帧的目标地址为00-00-00-22-22-22，交换机会发现这个地址对应的接口号为2，于是交换机将只向2号口发送数据帧

　　查看MAC地址表

　　1、MAC地址表相当于交换机内部的一个数据库，记录着MAC地址和接口编号的对应关系。查看MAC地址表的命令如下面你图所示。dynamic为可选参数，它可以使交换机只显示交换机动态靴子到的MAC地址

　　2、如下面如所示，SW1和SW2与PC1、PC2、CP、、PC3、互连在一起，在SW1上使用上述命令查看MAC地址表

　　3、由于windows系统在接入网络后会自动查询是否有其他主机存在，所以，交换机已经学习到三台主机的MAC地址。

　　4、这里值得关注的问题是，虽然PC3与SW1没有直接相连，PC3的MAC地址也存在域SW1的MAC地址表中，且对应着接口Fa0/24。这是由于交换机之间互相学习（同步）

　　MAC地址表所致。从MAC地址表中可以看出，SW1通过接口Fa0/24与SW2相连，于是SW1就将从SW2同步过来的MAC地址全部对应到Fa0/24接口上。