CN-交换机

[[CN-NotesView]]

链路层设备

• 存储-转发以太网帧
• 检验到达帧的目的MAC地址，选择性(selectively) 向一个或多个输出链路转发帧
• 利用CSMA/CD访问链路，发送帧

透明(transparent)

• 主机感知不到交换机的存在

即插即用(plug-and-play)

自学习(self-learning)

• 交换机无需配置

交换机：多端口之间同时传输

主机利用独享(dedicated)链路直接连接交换机

交换机缓存帧

交换机在每段链路上利用CSMA/CD收发帧，但无冲突，且可以全双工

交换(switching):A-A’与B-B’的传输可以同时进行，没有冲突

交换机转发表：交换表

Q: 交换机怎么知道A’可以通过接口4到达，而B’可以通过接口5到达?

A: 每个交换机有一个交换表(switch table), 每个入口(entry):

1. (主机的MAC地址，到达主机的接口,时间戳)
2. 看起来很像路由表!

Q: 交换表入口信息如何创建和维护的?类似于路由协议?

交换机：自学习

交换机通过自学习，获知到达主机的接口信息

• 当收到顿时，交换机“学习”到发送顿的主机(通过顿的源MAC地址)，位于收到该顿的接口所连接的LAN网段

• 将发送主机MAC地址/接口信息记录到交换表中

交换机：帧过滤/转发

当交换机收到帧:

1. 记录帧的源MAC地址与输入链路接口

2. 利用目的MAC地址检索交换表

3. if 在交换表中检索到与目的MAC地址匹配的入口(entry)
   then {
   if 目的主机位于收到帧的网段
   then 丢弃帧
   else 将帧转发到该入口指向的接口
   }
   else 泛洪(flood)

自学习和转发过程举例

假设交换表初始的时候为空。

目的MAC地址A’，位置未知:泛洪

目的MAC地址A，位置已知:选择性转发

交换机互联

交换机可以互联

层级结构

交换机可以互联

Q: 当A向G发送帧时，S1怎么知道通过S4转发?S4又怎么知道通过S3,转发?

A：自学习!(工作过程与单一交换机情形相同!)

Q: 请给出S,S,S,S的交换表，并说明帧的转发过程?

组织机构(Institutional)网络

称这个IP子网为广播域

交换机 vs 路由器

两者均为存储-转发设备：
路由器: 网络层设备(检测网络层分组首部)
交换机: 链路层设备(检测链路层帧的首部)

二者均使用转发表:
路由器: 利用路由算法(路由协议)计算(设置), 依据IP地址
交换机: 利用自学习、泛洪构建转发表，依据MAC地址

网络设备对比

	集线器	交换机	网桥	路由器
层次	1	2	3	4
流量	no	yes	yes	yes
广播域隔离	no	no	no	yes
即插即用	yes	yes	yes	yes
优化路由	no	no	no	yes
直通传输	yes	yes	yes	no