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          德國赫斯曼交換機HIRSCHMANN工作原理
          瀏覽次數:182發布日期:2022-07-22

          工作原理

          交換機工作于OSI參考模型的第二層,即數據鏈路層。交換機內部的CPU會在每個端口成功連接時,通過將MAC地址和端口對應,形成一張MAC表。在今后的通訊中,發往該MAC地址的數據包將僅送往其對應的端口,而不是所有的端口。因此,交換機可用于劃分數據鏈路層廣播,即沖突域;但它不能劃分網絡層廣播,即廣播域。
          交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上,控制電路收到數據包以后,處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC網卡的硬件地址)的NIC(網卡)掛接在哪個端口上,通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口,目的MAC若不存在,廣播到所有的端口,接收端口回應后交換機會“學習”新的MAC地址,并把它添加入內部MAC地址表中。使用交換機也可以把網絡“分段”,通過對照IP地址表,交換機只允許必要的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發,可以有效的減少沖突域。
           

          端口

          交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸。每一端口都可視為獨立的物理網段(注:非IP網段),連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬,無須同其他設備競爭使用。當節點A向節點D發送數據時,節點B可同時向節點C發送數據,而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬,都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網交換機,那么該交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB時,一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps??傊?,交換機是一種基于MAC地址識別,能完成封裝轉發數據幀功能的網絡設備。交換機可以“學習”MAC地址,并把其存放在內部地址表中,通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑,使數據幀直接由源地址到達目的地址。
           

          數據傳送的工作原理

          交換機的任意節點收到數據傳輸指令后,即對于存儲在內存里的地址表進行快速查找,從而對于MAC地址的網卡連接位置進行確認,然后再將數據傳輸到該節點上。如果在地址表中找到相應的位置,則進行傳輸;如果沒有,交換機就會將該地址進行記錄,以利于下次尋找和使用。交換機一般只需要將幀發送到相應的點,而無需如集線器發送到所有節點,從而節省了資源和時間,提高了數據傳輸的速率。 [2] 
           

          數據傳送方式

          通過交換的方式進行的數據傳輸,其實就是交換機的數據傳送的方式。之前的集線器,更多是利用共享的方式,來對數據進行傳輸,沒有辦法從通訊的速度上進行要求。集線器的共享方式,也就是常說的共享式網絡,以集線器作為連接設備并且只 有一個方向的數據流,因而網絡共享的效率非常低。相對而言,交換機能夠對連接到自身的各臺電腦進行相應的識別,通過每臺電腦網卡的物理地址也就是常說的MAC地址,來進行記憶和識別。在這樣的前提之下,就不用再進行廣播尋找,而能夠直接將記憶的MAC地址找到相應的地點并且通過一個臨時性專用的數據傳輸通道,來完成兩個節點之間不受外來干擾的數據傳輸的通信。由于交換機還具有全雙工傳輸的方式,所以也可以對于多對節點間通過同時建立臨時的專用通道,來形成一個立體且交叉的數據傳輸通道結構。 [2] 

           

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