交換機基礎知識總結之技術篇

交換技術總結

1. 端口交換技術

端口交換技術最早出現在插槽式的集線器中，這類集線器的背板通常劃分有多條以太網段（每條網段為一個廣播域），不用網橋或路由連接，網絡之間是互不相通的。以大主模塊插入後通常被分配到某個背板的網段上，端口交換用於將以太模塊的端口在背板的多個網段之間進行分配、平衡。根據支持的程度，端口交換還可細分為：

模塊交換：將整個模塊進行網段遷移。

端口組交換：通常模塊上的端口被劃分為若干組，每組端口允許進行網段遷移。

端口級交換：支持每個端口在不同網段之間進行遷移。這種交換技術是基於OSI第一層上完成的，具有靈活性和負載平衡能力等優點。如果配置得當，那麼還可以在一定程度進行容錯，但沒有改變共享傳輸介質的特點，自而未能稱之為真正的交換。

2. 幀交換技術

幀交換是目前應用最廣的局域網交換技術，它通過對傳統傳輸媒介進行微分段，提供並行傳送的機制，以減小沖突域，獲得高的帶寬。一般來講每個公司的產品的實現技術均會有差異，但對網絡幀的處理方式一般有以下幾種：

直通交換：提供線速處理能力，交換機只讀出網絡幀的前14個字節，便將網絡幀傳送到相應的端口上。

存儲轉發：通過對網絡幀的讀取進行驗錯和控制。

前一種方法的交換速度非常快，但缺乏對網絡幀進行更高級的控制，缺乏智能性和安全性，同時也無法支持具有不同速率的端口的交換。因此，各廠商把後一種技術作為重點。有的廠商甚至對網絡幀進行分解，將幀分解成固定大小的信元，該信元處理極易用硬件實現，處理速度快，同時能夠完成高級控制功能（如美國MADGE公司的LET集線器）如優先級控制。

3. 信元交換技術

ATM技術采用固定長度53個字節的信元交換。由於長度固定，因而便於用硬件實現。ATM采用專用的非差別連接，並行運行，可以通過一個交換機同時建立多個節點，但並不會影響每個節點之間的通信能力。ATM還容許在源節點和目標、節點建立多個虛擬鏈接，以保障足夠的帶寬和容錯能力。ATM采用了統計時分電路進行復用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的帶寬可以達到25M、155M、622M甚至數Gb的傳輸能力。但隨著萬兆以太網的出現，曾經代表網絡和通訊技術發展的未來方向的ATM技術，開始逐漸失去存在的意義。

關於交換機的幾個問答

交換機做什麼？

答： 交換機做三件事： 轉發數據包， 洪泛數據包， 發現新MAC地址。

MAC表是做什麼的？它是怎麼生成、使用的？

答：1) MAC表像電話本 (yellow page), 電話本記錄 (名字、電話號碼)，MAC表記錄 (MAC、接口)。

2) 交換機收到一個數據包時，用其MAC目的地址搜索MAC表。找到就轉發數據包，找不到就洪泛。

3) 收到數據包時，交換機用它的MAC源地址來查詢MAC表, 若沒找到，就是發現了一個新地址，把這個地址及輸入接口加入MAC表。這樣MAC表隨著新數據流而逐漸增長，所生成的條目 (MAC, Interface) 可被用來轉發數據包。　

為什麼交換機要洪泛？

答：網絡常用洪泛來找東西，局網的特點就是廣播、洪泛，而交換機是個局網設備，洪泛方便、高效率。交換機用MAC表來轉發數據包，若表裡沒有目的MAC，就不能轉發，而用洪泛。在不知道交換路徑的情況下，洪泛能把數據包很快的送到目的地。同時，洪泛的副作用也有不同的手段來節制。

同一個MAC會不會從不同的接口輸入？交換機怎麼處理？

答： 會的。但MAC表只保留一個MAC。例，MAC1第一次從F0/1輸入，MAC表增添一個新條目 (MAC1, F0/1)。稍後，MAC1從另一個接口F0/5輸入，這次MAC表沒有增添新條目，而是把(MAC1, F0/1)更新 為(MAC1, F0/5).

什麼情況會使得同一個MAC從不同的接口輸入？

答：環路。例，S1, S2, S3連成一個三角形，H1連接到S1， H2連接到S2，在然後三個交換機上造成洪泛。 例， H1 ping H2, MAC表是空的，S2會發現 ping從兩個不同的輸入接口進來。

交換機MAC表的條目有無時效？

答：有的, 大約5分鐘。MAC表只保存較為活躍的MAC. 若交換機在幾分鐘內沒收到一個節點所發出的數據包，交換機就會把這個節點的MAC從MAC表清除。.

一個交換機的MAC表可以放幾個MAC? 答：根據型號、價格而定，從4K到 1M (1024K).