网络基础知识

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3.2 交换机的包转发操作><

交换机根据地址表进行转发- 3.2.1 -

交换机的每个端口都连接到一个网络节点,每个端口都有唯一的MAC地址与之对应。当交换机接收到数据帧时,它会检查数据帧中的目标MAC地址,并根据地址表中的记录决定将数据帧转发到哪个端口。

交换机会自动学习每个网络节点的MAC地址,并将学习到的地址与进入的接口对应关系存储在地址表中。当需要转发数据帧时,交换机会查询地址表,找到目标MAC地址对应的端口,然后将数据帧发送到该端口。

如果目标MAC地址不在地址表中,交换机会将数据帧发送到所有端口(除了接收端口),以便广播寻找目标节点。当目标节点回应后,交换机会更新地址表,并将数据帧转发到正确的端口。

MAC地址表的维护- 3.2.2 -

交换机在转发数据包的过程中,需要维护MAC地址表的内容。MAC地址表对于交换机来说是非常重要的,因为它用于确定数据包的转发路径。

当交换机收到一个数据包时,它会检查数据包的源MAC地址,并将其与MAC地址表中的记录进行比较。如果源MAC地址不存在于MAC地址表中,交换机会将该源MAC地址和输入端口的号码写入MAC地址表中,以便后续的数据交换使用。这样,当再次接收到带有相同源MAC地址的数据包时,交换机会根据MAC地址表直接将数据包转发到相应的端口,提高了数据交换的效率。

除了添加记录外,维护MAC地址表还需要定期删除过时或无效的记录。这是因为网络中的设备可能会移动或更换网络接口,导致MAC地址表中的记录不再准确。为了防止因设备移动而产生的问题,交换机需要定期扫描MAC地址表并删除过时或无效的记录。这样能够确保MAC地址表的准确性,并提高数据交换的可靠性和效率。

全双工模式- 3.2.3 -

全双工模式可以同时进行发送和接收。全双工(Full Duplex)是通讯传输的一个术语,允许数据在两个方向上同时传输,它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。全双工模式指可以同时(瞬时)进行信号的双向传输(A→B且B→A)。在全双工模式下,通信系统的每一端都设置了发送器和接收器,因此可以控制数据同时双向传输。全双工模式无需进行方向的切换,所以没有切换操作所产生的时间延迟,这对于那些不能有时间延误的交互式应用(如远程监测和控制系统)十分有利。

自动协商- 3.2.4 -

自动协商是一种确定最优传输速率的方式,它允许网络设备之间自动交换信息,并自动配置以最优能力运行。自动协商主要通过快速链路脉冲(FLP)交换各自传输能力的通告来实现。这种交换基于一种叫做快速链路脉冲(FLP)的机制,其中设备可以通告自己的传输能力。一旦交换完成,设备将根据从对端接收到的信息,基于优先级来选择双方都支持的最佳传输速率。

同时执行多个转发操作- 3.2.5 -

交换机可以同时执行多个转发操作,因为交换机具有多个端口,并且可以根据地址表进行快速的数据转发。当交换机接收到数据包时,它会根据目标MAC地址在地址表中找到相应的端口,并将数据包转发到该端口。由于交换机具有多个端口,因此它可以同时处理多个数据包的转发操作。此外,交换机的转发操作非常快速,因为它直接将数据包发送到目标端口,而不是向所有端口广播数据包。这种快速转发的机制使得交换机在处理大量数据流时仍然能够保持高效的性能。