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  • 交换机是一种工作在数据链路层对流量进行转发的网络设备。主要应用于延长传输距离,解决冲突域,实现单播等功能。 ** 工作过程: **当流量进入交换机后,根据数据帧中的源MAC,建立该地址与交换机端口的映射,并写入...

    **

    14、 什么是交换机?描述一下工作过程?

    **
    交换机是一种工作在数据链路层对流量进行转发的网络设备。主要应用于延长传输距离,解决冲突域,实现单播等功能。

    **

    工作过程:

    **当流量进入交换机后,根据数据帧中的源MAC,建立该地址与交换机端口的映射,并写入MAC地址表中。再查看数据帧中的目的MAC,根据MAC地址表中的信息进行转发;如果MAC地址表中没有相关信息,则进行洪泛处理(目的MAC为全F);若划分了VLAN,则向对应的VLAN进行洪泛。如果收到的为广播帧或组播帧,则直接进行洪泛。

    交换机属于二层设备,基于MAC进行转发
    **

    交换机基本功能:

    **
    1,基于原MAC地址学习
    2,目标MAC地址转发
    3.数据过滤
    泛洪数据:1.广播 2.组播(01-00-5E) 3.位置单播
    **
    **

    19、 交换机是如何转发数据包的?

    **
    交换机通过学习数据帧中的源MAC地址生成交换机的MAC地址表,交换机查看数据帧的目标MAC地址,根据MAC地址表转发数据,如果交换机在表中没有找到匹配项,则向除接受到这个数据帧的端口以外的所有端口广播这个数据帧。

    15、 什么是三层交换机?和二层交换机有什么区别?三层交换机是否可以代替路由器?为什么?

    **
    三层交换机就是具有部分路由功能的交换机,工作在OSI模型的网络层。兼具二层交换机的转发功能,又具有处理三层IP数据包的功能;除了二层交换机用的CAM表外,还有专门用于三层硬件的转发表。主要目的是加快大型局域网内部的数据交换,它对网络结构的变化没有路由器敏感,三层交换机一般部署在三层架构当中,他可以拥有多个SVI接口,用于管理接入层流量,主要功能还是负责数据的交换。

    工作的层次不同,实现的功能也就不同;三层交换机工作于网络层可以用于网络互连,二层交换机工作于数据链路层只能用于同一局域网通信。

    三层交换机仅仅具有简单的路由转发功能,在路由转发和策略上面远远不及路由器;而三层交换机的数据交换效率要远高于路由器。在大型设备领域,三层交换机要比一般的路由器更昂贵。

    所以,由于三层交换机有基本的路由功能,而交换数据的效率比路由要高的多,所以三层交换机可以代替路由器作为局域网内部各子网的网关;至于不同类型网络之间的互联,由于三层交换机的路由功能不能满足要求,所以还是要用路由器。

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  • 二层交换机转发数据原理解析

    千次阅读 2019-10-18 18:55:27
    二层交换技术的发展已经比较成熟,二层交换机属于数据链路层设备,可以识别数据帧中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。 二、交换机的特性 1、学习 ...

    二层交换机转发数据原理解析

    一、什么是二层交换机

    二层交换机工作于OSI模型的第2层(数据链路层),故而称为二层交换机。二层交换技术的发展已经比较成熟,二层交换机属于数据链路层设备,可以识别数据帧中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

    二、交换机的特性

    1、学习

    以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址,并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

    2、转发/过滤

    当一个数据包的目的地址在MAC地址表中有映射时,它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口) 。

    三、二层交换机转发数据过程

    如下图所示
    在这里插入图片描述
    1、环境介绍:
    (1)交换机为初始状态,若主机A B C知道对方MAC地址

    (2)主机A想与主机B通信

    2、过程介绍

    当主机A B C 知道对方MAC地址

    主机A发送一个数据帧到交换机的1号端口,此时:

    源MAC为主机A的MAC

    目标MAC为主机B的MAC

    交换机接受到数据帧首先会记录主机A的MAC地址(记在MAC地址表中)和收到该帧的端口号,因为交换机

    MAC地址表中没有目标MAC地址,所以交换机会在2号端口和3号端口进行一个广播,当主机B收到这个和自

    己对应的广播时会做出回应发个数据帧给交换机,此时:

    源MAC为主机B的MAC

    目标MAC为主机A的MAC

    交换机会记录主机B的MAC地址和接受该地址的端口号,然后查询MAC地址表直接与主机A进行单播通讯

    若主机A B C不知道对方MAC地址

    主机A会发送一个arp请求给交换机,交换机记录主机A的MAC地址(记在MAC地址表中)和端口号,然后对2

    号端口和3号端口进行arp广播,主机B收到广播后会做出回应发送一个数据帧给交换机,交换机会记录主机B

    的MAC地址和接受该地址的端口号,然后查询MAC地址表直接与主机A进行单播通讯。

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  • 转载自:https://zhidao.baidu.com/question/149045183.html普通的交换机是2层交换机二层交换机数据链路层设备,可以识别数据包中的 MAC 地址信息,根据 MAC 地址进行转发,并将这些 MAC 地址与对应的端口记录在...

    转载自:https://zhidao.baidu.com/question/149045183.html

    普通的交换机是2层交换机

    二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的 MAC 地址信息,根据 MAC 地址进行转发,并将这些 MAC 地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。 
    工作流程 
    (1) 当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源 MAC 地址,这样它就知道源 MAC 地址的机器是连在哪个端口上的; 
    (2) 再去读取包头中的目的 MAC 地址,并在地址表中查找相应的端口; 
    (3) 如表中有与这目的 MAC 地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上; 
    (4) 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上,当目的机器对源机器回应时,交换机又可以学习一目的 MAC 地址与哪个端口对应,在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。 
    不断的循环这个过程,对于全网的 MAC 地址信息都可以学习到,二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。

    从二层交换机的工作原理可以推知以下三点: 
    (1) 由于交换机对多数端口的数据进行同时交换,这就要求具有很宽的交换总线带宽,如果二层交换机有 N 个端口,每个端口的带宽是 M,交换机总线带宽超过 N×M,那么这交换机就可以实现线速交换; 
    (2) 学习端口连接的机器的 MAC 地址,写入地址表,地址表的大小(一般两种表示方式:一为 BEFFER RAM,一为 MAC 表项数值),地址表大小影响交换机的接入容量; 
    (3) 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的 ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片,因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用 ASIC 不同,直接影响产品性能。

    以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数,这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。

    三层交换机

    三层交换机使用了三层交换技术 
    简单地说,三层交换技术就是:二层交换技术+三层转发技术。它解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

    什么是三层交换 
    三层交换(也称多层交换技术,或IP交换技术)是相对于传统交换概念而提出的。众所周知,传统的交换技术是在 OSI 网络标准模型中的第二层——数据链路层进行*作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说,三层交换技术就是:二层交换技术+三层转发技术。 
    三层交换技术的出现,解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

    三层交换原理 
    一个具有三层交换功能的设备,是一个带有第三层路由功能的第二层交换机,但它是二者的有机结合,并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。 
    其原理是:假设两个使用 IP 协议的站点 A、B 通过第三层交换机进行通信,发送站点 A 在开始发送时,交换机把 A 站的 IP 地址与 B 站的 IP 地址比较,判断 B 站是否与 A 站在同一子网内。若目的站 B 与发送站 A 在同一子网内,则进行二层的转发。若两个站点不在同一子网内,如发送站 A 要与目的站 B 通信,发送站 A 要向“缺省网关”发出 ARP (地址解析)封包,而“缺省网关”的 IP 地址其实是三层交换机的三层交换模块。当发送站 A 对“缺省网关”的 IP 地址广播出一个 ARP 请求时,如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道 B 站的 MAC 地址,则向发送站 A 回复 B 的 MAC 地址。否则三层交换模块根据路由信息向 B 站广播一个 ARP 请求,B 站得到此 ARP 请求后向三层交换模块回复其 MAC 地址,三层交换模块保存此地址并回复给发送站 A,同时将 B 站的 MAC 地址发送到二层交换引擎的 MAC 地址表中。从这以后,当 A 向 B 发送的数据包便全部交给二层交换处理,信息得以高速交换。由于仅仅在路由过程中才需要三层处理,绝大部分数据都通过二层交换转发,因此三层交换机的速度很快,接近二层交换机的速度,同时比相同路由器的价格低很多。

    三层交换机种类 
    三层交换机可以根据其处理数据的不同而分为纯硬件和纯软件两大类。 
    (1)纯硬件的三层技术相对来说技术复杂,成本高,但是速度快,性能好,带负载能力强。其原理是,采用 ASIC 芯片,采用硬件的方式进行路由表的查找和刷新。 
    纯硬件三层交换机原理 
    当数据由端口接口芯片接收进来以后,首先在二层交换芯片中查找相应的目的 MAC 地址,如果查到,就进行二层转发,否则将数据送至三层引擎。在三层引擎中,ASIC 芯片查找相应的路由表信息,与数据的目的 IP 地址相比对,然后发送 ARP 数据包到目的主机,得到该主机的 MAC 地址,将 MAC 地址发到二层芯片,由二层芯片转发该数据包。

    (2)基于软件的三层交换机技术较简单,但速度较慢,不适合作为主干。其原理是,采用 CPU 用软件的方式查找路由表. 
    软件三层交换机原理 
    当数据由端口接口芯片接收进来以后,首先在二层交换芯片中查找相应的目的 MAC 地址,如果查到,就进行二层转发否则将数据送至 CPU。CPU 查找相应的路由表信息,与数据的目的 IP 地址相比对,然后发送 ARP 数据包到目的主机得到该主机的 MAC 地址,将 MAC 地址发到二层芯片,由二层芯片转发该数据包。因为低价 CPU 处理速度较慢,因此这种三层交换机处理速度较慢。

    总结:

    个人理解,普通交换机就像是两层楼房,路由器和交换机就都是三层楼房。你要找人,要给那人发数据。

    传统方式:交换机 + 路由器。 
    (1)那人在附近(同一子网) 
    你先是到了交换机楼下,然后上到第二层,到那你就能看到你要找的那人在哪了。 
    开销:跑两层 
    (2)那人在远处(不在同一子网) 
    你还是先到了交换机楼下,然后上到第二层,到那你看不到你要找的人,也许那人离得比较远,那你就得再往高处走。于是你下楼跑到路由器楼下,然后上到第三层,到那你也许就能看到你要找的人了。如果真是事与愿违,别怕,路由器上有广播,可以帮你广播找人,这样只要你找的那人不聋,那他就能回应,那就算是完成找人的任务了!下次你再找那人,就可以省掉广播这个步骤了。 
    初次开销:跑五层 + 广播 
    下一次开销:跑五层

    新方式:三层交换机 
    (1)那人在附近(同一子网) 
    你来到了三层交换机楼下,然后先上到第二层,那人离得比较近,你一眼就看到他了,好,找人任务结束。 
    开销:跑了两层 
    (2)那人在远处(不在同一子网) 
    你也是先到了三层交换机楼下,你到二楼看了一眼,没找到人。接着你上三楼,当然直接就能看到要找的人自然是皆大欢喜,不过要是没找到,那也别怕,三层交换机的三楼也有广播,开始广播找人,结果一般会让人满意。等那人回应了,好,找人任务结束!同样的,下次再要找那人,就不需要广播了,而且三层交换机还比较贴心,它会记录你这次要找的这个人,把这个人的位置标记到二楼的布告栏上,你下次找这个人,上到二楼看布告栏就知道那人在哪了,连三楼都不用上! 
    初次开销:跑三层 + 广播 
    下一次开销:跑两层

    看看,三层交换机是不是效率高多了?这就是所谓的“一次路由,多次交换”,即“上一次三楼,之后就只用上到二楼”。 
    (PS:虽然按我找的转载部分的理解,下一次开销应该是跑两层,但是我在思科模拟器上做实验,发现下一次的开销还是三层,也许那个三层只是走个形式,基本不占用多少开销,约等于两层吧。)

    展开全文
  • 二层交换机数据链路层设备,可以识别数据包中的 MAC 地址信息,根据 MAC 地址进行转发,并将这些 MAC 地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。 工作流程 (1) 当交换机从某个端口收到一个数据包,它先...

    转载自:https://zhidao.baidu.com/question/149045183.html

    普通的交换机是2层交换机

    二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的 MAC 地址信息,根据 MAC 地址进行转发,并将这些 MAC 地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。
    工作流程
    (1) 当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源 MAC 地址,这样它就知道源 MAC 地址的机器是连在哪个端口上的;
    (2) 再去读取包头中的目的 MAC 地址,并在地址表中查找相应的端口;
    (3) 如表中有与这目的 MAC 地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上;
    (4) 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上,当目的机器对源机器回应时,交换机又可以学习一目的 MAC 地址与哪个端口对应,在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
    不断的循环这个过程,对于全网的 MAC 地址信息都可以学习到,二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。

    从二层交换机的工作原理可以推知以下三点:
    (1) 由于交换机对多数端口的数据进行同时交换,这就要求具有很宽的交换总线带宽,如果二层交换机有 N 个端口,每个端口的带宽是 M,交换机总线带宽超过 N×M,那么这交换机就可以实现线速交换;
    (2) 学习端口连接的机器的 MAC 地址,写入地址表,地址表的大小(一般两种表示方式:一为 BEFFER RAM,一为 MAC 表项数值),地址表大小影响交换机的接入容量;
    (3) 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的 ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片,因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用 ASIC 不同,直接影响产品性能。

    以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数,这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。

    三层交换机

    三层交换机使用了三层交换技术
    简单地说,三层交换技术就是:二层交换技术+三层转发技术。它解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

    什么是三层交换
    三层交换(也称多层交换技术,或IP交换技术)是相对于传统交换概念而提出的。众所周知,传统的交换技术是在 OSI 网络标准模型中的第二层——数据链路层进行*作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说,三层交换技术就是:二层交换技术+三层转发技术。
    三层交换技术的出现,解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

    三层交换原理
    一个具有三层交换功能的设备,是一个带有第三层路由功能的第二层交换机,但它是二者的有机结合,并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。
    其原理是:假设两个使用 IP 协议的站点 A、B 通过第三层交换机进行通信,发送站点 A 在开始发送时,交换机把 A 站的 IP 地址与 B 站的 IP 地址比较,判断 B 站是否与 A 站在同一子网内。若目的站 B 与发送站 A 在同一子网内,则进行二层的转发。若两个站点不在同一子网内,如发送站 A 要与目的站 B 通信,发送站 A 要向“缺省网关”发出 ARP (地址解析)封包,而“缺省网关”的 IP 地址其实是三层交换机的三层交换模块。当发送站 A 对“缺省网关”的 IP 地址广播出一个 ARP 请求时,如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道 B 站的 MAC 地址,则向发送站 A 回复 B 的 MAC 地址。否则三层交换模块根据路由信息向 B 站广播一个 ARP 请求,B 站得到此 ARP 请求后向三层交换模块回复其 MAC 地址,三层交换模块保存此地址并回复给发送站 A,同时将 B 站的 MAC 地址发送到二层交换引擎的 MAC 地址表中。从这以后,当 A 向 B 发送的数据包便全部交给二层交换处理,信息得以高速交换。由于仅仅在路由过程中才需要三层处理,绝大部分数据都通过二层交换转发,因此三层交换机的速度很快,接近二层交换机的速度,同时比相同路由器的价格低很多。

    三层交换机种类
    三层交换机可以根据其处理数据的不同而分为纯硬件和纯软件两大类。
    (1)纯硬件的三层技术相对来说技术复杂,成本高,但是速度快,性能好,带负载能力强。其原理是,采用 ASIC 芯片,采用硬件的方式进行路由表的查找和刷新。
    纯硬件三层交换机原理
    当数据由端口接口芯片接收进来以后,首先在二层交换芯片中查找相应的目的 MAC 地址,如果查到,就进行二层转发,否则将数据送至三层引擎。在三层引擎中,ASIC 芯片查找相应的路由表信息,与数据的目的 IP 地址相比对,然后发送 ARP 数据包到目的主机,得到该主机的 MAC 地址,将 MAC 地址发到二层芯片,由二层芯片转发该数据包。

    (2)基于软件的三层交换机技术较简单,但速度较慢,不适合作为主干。其原理是,采用 CPU 用软件的方式查找路由表.
    软件三层交换机原理
    当数据由端口接口芯片接收进来以后,首先在二层交换芯片中查找相应的目的 MAC 地址,如果查到,就进行二层转发否则将数据送至 CPU。CPU 查找相应的路由表信息,与数据的目的 IP 地址相比对,然后发送 ARP 数据包到目的主机得到该主机的 MAC 地址,将 MAC 地址发到二层芯片,由二层芯片转发该数据包。因为低价 CPU 处理速度较慢,因此这种三层交换机处理速度较慢。

    总结:

    个人理解,普通交换机就像是两层楼房,路由器和交换机就都是三层楼房。你要找人,要给那人发数据。

    传统方式:交换机 + 路由器。
    (1)那人在附近(同一子网)
    你先是到了交换机楼下,然后上到第二层,到那你就能看到你要找的那人在哪了。
    开销:跑两层
    (2)那人在远处(不在同一子网)
    你还是先到了交换机楼下,然后上到第二层,到那你看不到你要找的人,也许那人离得比较远,那你就得再往高处走。于是你下楼跑到路由器楼下,然后上到第三层,到那你也许就能看到你要找的人了。如果真是事与愿违,别怕,路由器上有广播,可以帮你广播找人,这样只要你找的那人不聋,那他就能回应,那就算是完成找人的任务了!下次你再找那人,就可以省掉广播这个步骤了。
    初次开销:跑五层 + 广播
    下一次开销:跑五层

    新方式:三层交换机
    (1)那人在附近(同一子网)
    你来到了三层交换机楼下,然后先上到第二层,那人离得比较近,你一眼就看到他了,好,找人任务结束。
    开销:跑了两层
    (2)那人在远处(不在同一子网)
    你也是先到了三层交换机楼下,你到二楼看了一眼,没找到人。接着你上三楼,当然直接就能看到要找的人自然是皆大欢喜,不过要是没找到,那也别怕,三层交换机的三楼也有广播,开始广播找人,结果一般会让人满意。等那人回应了,好,找人任务结束!同样的,下次再要找那人,就不需要广播了,而且三层交换机还比较贴心,它会记录你这次要找的这个人,把这个人的位置标记到二楼的布告栏上,你下次找这个人,上到二楼看布告栏就知道那人在哪了,连三楼都不用上!
    初次开销:跑三层 + 广播
    下一次开销:跑两层

    看看,三层交换机是不是效率高多了?这就是所谓的“一次路由,多次交换”,即“上一次三楼,之后就只用上到二楼”。
    (PS:虽然按我找的转载部分的理解,下一次开销应该是跑两层,但是我在思科模拟器上做实验,发现下一次的开销还是三层,也许那个三层只是走个形式,基本不占用多少开销,约等于两层吧。)

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    千次阅读 2014-12-03 20:00:28
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  • 网络泛洪(转载)

    2014-01-02 11:01:00
    交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射,并将其写 入MAC地址表中。交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较,以决定由哪个 端口进行转发。如数据帧中的目的MAC地址不在...
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空空如也

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交换机根据什么进行数据转发