二層交換機

二層交換技術的發(fā)展比較成熟，二層交換機屬數(shù)據(jù)鏈路層設備，可以識別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息，根據(jù)MAC地址進行轉發(fā)，并將這些MAC地址與對應的端口記錄在自己內部的一個地址表中。

具體的工作流程如下：

1) 當交換機從某個端口收到一個數(shù)據(jù)包，它先讀取包頭中的源MAC地址，這樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個端口上的;

2) 再去讀取包頭中的目的MAC地址，并在地址表中查找相應的端口;

3) 如表中有與這目的MAC地址對應的端口，把數(shù)據(jù)包直接復制到這端口上;

4) 如表中找不到相應的端口則把數(shù)據(jù)包廣播到所有端口上，當目的機器對源機器回應時，交換機又可以記錄這一目的MAC地址與哪個端口對應，在下次傳送數(shù)據(jù)時就 不再需要對所有端口進行廣播了。不斷的循環(huán)這個過程，對于全網的MAC地址信息都可以學習到，二層交換機就是這樣建立和維護它自己的地址表。

從二層交換機的工作原理可以推知以下三點：

1) 由于交換機對多數(shù)端口的數(shù)據(jù)進行同時交換，這就要求具有很寬的交換總線帶寬，如果二層交換機有N個端口，每個端口的帶寬是M,交換機總線帶寬超過N×M,那么這交換機就可以實現(xiàn)線速交換;

2) 學習端口連接的機器的MAC地址，寫入地址表，地址表的大小(一般兩種表示方式：一為BEFFER RAM,一為MAC表項數(shù)值)，地址表大小影響交換機的接入容量;

3) 還有一個就是二層交換機一般都含有專門用于處理數(shù)據(jù)包轉發(fā)的ASIC(Application specific Integrated Circuit, 專用集成電路)芯片，因此轉發(fā)速度可以做到非常快。由于各個廠家采用ASIC不同，直接影響產品性能。 （網絡應用教程）

以上三點也是評判二、三層交換機性能優(yōu)劣的主要技術參數(shù)，這一點請大家在考慮設備選型時注意比較。

三層交換機

下面先來通過一個簡單的網絡來看看三層交換機的工作過程。

使用IP的設備A------三層交換機------使用IP的設備B

比如A要給B發(fā)送數(shù)據(jù)，已知目的IP,那么A就用子網掩碼取得網絡地址，判斷目的IP是否與自己在同一網段。如果在同一網段，但不知道轉發(fā)數(shù) 據(jù)所需的MAC地址，A就發(fā)送一個ARP請求，B返回其MAC地址，A用此MAC封裝數(shù)據(jù)包并發(fā)送給交換機，交換機起用二層交換模塊，查找MAC地址表， 將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到相應的端口。

如果目的IP地址顯示不是同一網段的，那么A要實現(xiàn)和B的通訊，在流緩存條目中沒有對應MAC地址條目，就將第一個正常數(shù)據(jù)包發(fā)送向一個缺省 網關，這個缺省網關一般在操作系統(tǒng)中已經設好，對應第三層路由模塊，所以可見對于不是同一子網的數(shù)據(jù)，最先在MAC表中放的是缺省網關的MAC地址;然后 就由三層模塊接收到此數(shù)據(jù)包，查詢路由表以確定到達B的路由，將構造一個新的幀頭，其中以缺省網關的MAC地址為源MAC地址，以主機B的MAC地址為目 的MAC地址。通過一定的識別觸發(fā)機制，確立主機A與B的MAC地址及轉發(fā)端口的對應關系，并記錄進流緩存條目表，以后的A到B的數(shù)據(jù)，就直接交由二層交 換模塊完成。這就通常所說的一次路由多次轉發(fā)。

總結

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