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交换机到底是如何进行工作的

时间:2021-03-15 08:24 来源:未知

下面我通过Cisco Packet Tracer软件模拟实验的方式来阐述一下交换机的工作原理,在设备区选中一台Cisco2960型号交换机拖至工作区,然后选用几台电脑与交换机相连,并点击各台电脑“Config”->”Interface”配置同网段的接口IP地址如下。

交换机工作原理
交换机是一种链路层设备,能够记录终端主机的MAC地址并生成MAC表,然后根据MAC表转发主机之间的数据流。其中MAC地址(Media Access Control Address,介质访问控制地址)也叫物理地址,它是网卡生产厂商在生产时烧入ROM只读存储芯片中,且保证全球唯一性。MAC地址的长度为48位,通常表示为12个16进制数,如:00-30-F2-BD-34-96。
交换机工作过程如下:
交换机刚加电时MAC地址表是空的,此时PC1(192.168.1.1)要发送数据给PC2(192.168.1.2),可以通过ping包方式。假设PC1已经知道了PC2的MAC地址(会通过ARP协议获取到,它负责将IP地址解析成对应的MAC地址)。PC1封装数据包,源MAC地址是PC1的MAC“00-0B-BE-41-17-C5”,目的MAC地址是PC2的MAC“00-30-A3-B1-50-55”从自己的网卡发送出去。
交换机从F0/1接口收到PC1发送的这个数据包后,首先在MAC地址表中添加这个数据包的源MAC地址,即PC1的MAC地址“00-0B-BE-41-17-C5”和对应的端口“F0/1”,然后交换机在自己的MAC地址表中查找这个数据包中的目的MAC地址即PC2的MAC“00-30-A3-B1-50-55”,没有找到,就把这个数据包从除接收端口“F0/1”外的其他端口“F0/2”,“F0/3”,“F0/4”转发出去,这种特性叫做交换机泛洪,这样PC2、PC3、PC4都会收到这个数据包并检查,其中PC3、PC4发现这个数据包中的目的MAC地址与自己的MAC地址不相同就会丢弃。
PC2发现与自己的MAC地址相同,接收这个数据包,并对PC1进行确认返回数据包,PC2封装的数据包为源MAC为自己的MAC地址,目的MAC为PC1的MAC地址,交换机收到PC2发送的数据包后,首先在MAC地址表中添加这个数据包的源MAC地址,即PC2的MAC地址“00-30-A3-B1-50-55”和对应端口“F0/2”。然后在自己的MAC地址表中查找这个数据包中的目的MAC地址,即PC1的MAC“ 00-0B-BE-41-17-C5”对应端口为F0/1,交换机便将这个数据包直接从F0/1端口转发出去,而不在是泛洪。
最后,交换机会学到所有MAC地址和端口的对应。表中记录PC1对应端口F0/1,PC2对应F0/2,PC3对应F0/3,PC4对应F0/4,此后各PC就可以相互进行通信,互不影响。
我们可以输入命令“show mac-address-table”即可查看到交换机的MAC地址表信息。

这就是交换机的最基本的工作原理方式,我们只需要将主机接入到一台交换机中,并不需要对交换机进行任何操作,它就可以帮我们进行数据转发了。当然,在实际工作中,大多不只是当这种“傻瓜”交换机进行使用的,我们需要根据一些需求对交换机进行配置操作,交换机还是有很多特性需要我们去学习掌握

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