交换机的由来及原理

交换机的由来,要从以太网说起:

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    以太网/LAN(local area network ):

    出现问题:
           信号传输距离有限;
    解决方案:
            中继器 - 放大电信号,延长信息的传输距离;
 
    中继器带来的问题:
        只有2个端口,连接设备少;
    解决方案:
        集线器 - 多端口的中继器,可以连接多个设备;
 
    集线器的问题:
        不同终端设备发送的信号,会产生冲突;

    针对信号冲突的缓解方案:
          CSMA/CD ,带有冲突检测的,载波侦听多路访问机制;
         引入新的设备 : 网桥(bridge) - 隔离冲突域;


    网桥问题:   
        网桥设备端口较少,只能连接2个设备;
     解决方案:
         引入新的设备:交换机 - 多端口的网桥,可以实现冲突域的隔离;

上述就是我们交换机的一个发展史。

交换机的工作原理:
    1、首先查看数据包的“目标 MAC 地址”;
    2、将目标 MAC 地址与“MAC地址表”中的条目进行匹配;
        成功,则从对应的端口转发出去;
        失败,则广播(从除入端口以外的其他所有端口发出去);    
        
1、MAC地址啥样子?
           长度为48bit;
           通过16进制表示;
           结构:
              厂商代码 - 24bit
              自己的编码 - 24bit        
                      (每个生产厂商给自己生产的网卡的编号)
    数据包结构:                   
    源MAC -- 目标MAC
    源IP  -- 目标IP    
                         
2、MAC地址表啥样子?
          每个条目都是 MAC 地址与 Port的对应关系,
          表示去往该 MAC 地址的数据,从对应的 Port 发送出去;
        MAC表如何形成:
            静态配置;
            动态学习 -  
               1、当交换机在端口上收到数据包以后,首先查看

                源MAC地址,从而形成 源MAC 与 入端口的对应关系
               2、分析数据包的 目标MAC地址,并且查找 MAC地址表
                     -能找到对应的MAC条目,则在对应端口转发;
                     -如果找不到对应的条目,则广播;
    
3、两者如何匹配?
          显示 MAC 地址表  
           SW1# show mac-address-table  
    
4、MAC表的动态条目存活时间:
               300秒;


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