交换机原理(数据通信)

交换机(Switch)：构建局域网不可或缺的设备

0x01 交换机的功能

连接计算机，网络摄像头，服务器等终端设备，实现与其他交换机、防护墙、路由器等网络设备的互连，从而构建局域网络，实现设备之间的通信。

0x02 交换机的工作原理

交换机位于OSI参考模型的第2层(数据链路层)，基于MAC地址识别，完成数据的封装的转发的设备。(2层交换机)

学习MAC地址，存放在内部地址表中！(学习和记忆的过程)

流程：

  1. 交换机从某个端口收到一个数据包，读取包中的源MAC地址，建立源端口与源MAC地址的对应关系，并将其添加至地址表。(交换机使用的时间越长，学习到的MAC地址就越多，然后不断更新地址表！)。如果目标MAC地址未知，把该包广播包发送！
  2. 读取包中的目的MAC地址，在内部地址表查找相应的端口。
  3. 如果地址表存在于目的MAC地址对应的端口，则把数据包复制到端口上。
  4. 如果地址表没有，也就是目的MAC地址是第一次出现，就把包发送到除了源端口除外的所有其他端口(广播)，目的MAC地址收到广播后，立即作出应答，然后交换机更新地址表，添加新的'端口-MAC地址'条目。(学习到了)

以上步骤不断重复，交换机可以实现所有数据的转发，并通过不断学习网络中MAC地址，丰富和完善内部的MAC地址表。

注意：

由于交换机的内存有限，登记的MAC地址数量有限，设计了一个自动老化时间，假如一个MAC地址在一定时间内(默认为300s，可修改)不再出现，那么交换机会自动将该MAC地址从地址表中清除。

地址表是保存在内存中的，断电或重启后，地址表数据会全部消失，重启后需要重新学习！

概况：

学习-记忆-接收-查找-转发

其他必备知识：

Console线：计算机连接交换机、路由器，实现对其控制、调试的线路。

实际环境中，企业级交换机在配置时，需要用电脑通过console与交换机连

接，之后通过超级终端来输入命令。

交换机的端口：

E：10MB

F：100MB

G：1000MB

Te：10000MB

0：模块号

1：接口号

接口速率自适应：100/1000/10M自适应

速率工作模式可以为10，100，1000任何一种状态

down

端口状态：up/down

down的3种可能：

1. 人工down

2. 速率不匹配

3. 双工模式不匹配(双工duplex)

单工 半双工 全双工

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