项目二 任务6 认识交换机-高二《计算机网络基础》同步精品课堂（电工社·微课版）

计算机网络基础 Fundamentals of computer network 项目二 认识网络设备 任务6 认识交换机 学习目标 了解交换机的概念，功能，分类 01 掌握交换机的工作过程 02 PART 01 交换机的 概念、功能与特点 一、什么是交换机 交换机（Switch）是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它工作在数据链路层，实现网络互连。交换机可以智能地分析数据包，有选择地通过相应端口发送出去，使每个端口能独享带宽。 交换机是由原集线器的升级换代而来，在外观上看和集线器没有很大区别。交换机有时被称为多端口网桥。 二、主要功能 02. 网络拓扑结构。包括数据链路层的说明，定义了设备的物理连接方式，例如星型拓扑结构、树型拓扑结构或总线型拓扑结构等。 01. 物理编址。定义了设备在数据链路层的编址方式。 03. 地址学习。根据数据传输过程中的源物理地址建立地址表，实现物理地址与相应端口的对应。 04. 数据帧的过滤和转发。通过对端口建立物理地址表，智能地对传输过程中的数据实现过滤和转发。 06. 流量控制。延缓数据传输速度，使数据能正常传输而不至于流量过大造成设备接收失败。 05. 差错校验。防止数据传输过程发生错误，并对发生错误的上层协议给予警告。 二、主要功能 三、特点 低交换延迟。 支持不同的传输速率和工作模式。 交换机具有并行性。能同时连通多个端口，使多对主机能同时通信。 相互通信的主机都是独占交换机带宽，无碰撞地传输数据。 图片来源于网络 PART 02 交换机 工作过程 工作过程 当交换机收到数据时，它会检查它的目的MAC地址，然后把数据从目的主机所在的接口转发出去。交换机之所以能实现这一功能，是因为交换机内部有一个MAC地址表，MAC地址表记录了网络中所有MAC地址与该交换机各端口的对应信息。某一数据帧需要转发时，交换机根据该数据帧的目的MAC地址来查找MAC地址表，从而得到该地址对应的端口，即知道具有该MAC地址的设备是连接在交换机的哪个端口上，然后交换机把数据帧从该端口转发出去。 MAC地址 接口 有效时间 以太网交换机 A 1 2 4 3 交换表 D B C 交换表一开始是空的 以太网交换机运行自学习算法自动维护交换表。 开始时，以太网交换机里面的交换表是空的。 工作过程 自学习能力 工作过程 按照以下自学习算法处理收到的帧和建立交换表 MAC地址 接口 有效时间 以太网交换机 A 1 2 4 3 交换表 D B C 交换了两帧后的交换表 A B 1 3 A 发送一帧给 B B 发送一帧给 A 考虑到可能有时要在交换机的接口更换主机，或者主机要更换其网络适配器，这就需要更改交换表中的项目。为此，在交换表中每个项目都设有一定的有效时间。过期的项目就自动被删除。 以太网交换机的这种自学习方法使得以太网交换机能够即插即用，不必人工进行配置，因此非常方便。 交换机收到一帧后先进行自学习。查找交换表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。 如没有，就在交换表中增加一个项目（源地址、进入的接口和有效时间）。 如有，则把原有的项目进行更新（进入的接口或有效时间）。 交换机自学习和转发帧的步骤归纳 交换机自学习和转发帧的步骤归纳 转发帧。查找交换表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。 如没有，则向所有其他接口（进入的接口除外）转发。 如有，则按交换表中给出的接口进行转发。 若交换表中给出的接口就是该帧进入交换机的接口，则应丢弃这个帧（因为这时不需要经过交换机进行转发）。 总结/SUMMARY 本任务主要介绍了交换机概念，功能和工作过程。详细阐述了交换机自学习和转发帧的步骤。作为网络构建中最重要的基础设备之一，熟悉交换机的原理是必然要求。 思考/THINK 01 交换机的学习和转发帧的步骤是什么？ 谢谢观看！ THANK　YOU $