局域網(wǎng)交換技術(shù)是OSI參考模型中的第二層——數據鏈路層(Data-Link Layer)上的技術(shù),所謂“交換”實(shí)際上就是指轉發(fā)數據幀(frame)。在數據通信中,所有的交換設備(即交換機)執行兩個(gè)基本的操作:
交換數據幀,將從輸入介質(zhì)上收到的數據幀轉發(fā)至相應的輸出介質(zhì);
維護交換操作,構造和維護交換地址表。
下面,我們探討一下這兩個(gè)基本操作的具體細節。
交換數據幀
交換機根據數據幀的MAC(Media Access Control)地址(即物理地址)進(jìn)行數據幀的轉發(fā)操作。交換機轉發(fā)數據幀時(shí),遵循以下規則:
如果數據幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址,則向交換機所有端口轉發(fā)(除數據幀來(lái)的端口);
如果數據幀的目的地址是單播地址,但是這個(gè)地址并不在交換機的地址表中,那么也會(huì )向所有的端口轉發(fā)(除數據幀來(lái)的端口);
如果數據幀的目的地址在交換機的地址表中,那么就根據地址表轉發(fā)到相應的端口;
如果數據幀的目的地址與數據幀的源地址在一個(gè)網(wǎng)段上,它就會(huì )丟棄這個(gè)數據幀,交換也就不會(huì )發(fā)生
構造維護交換地址表
交換機的交換地址表中,一條表項主要由一個(gè)主機MAC地址和該地址所位于的交換機端口號組成。整張地址表的生成采用動(dòng)態(tài)自學(xué)習的方法,即當 交換機收到一個(gè)數據幀以后,將數據幀的源地址和輸入端口記錄在交換地址表中。思科的交換機中,交換地址表放置在內容可尋址存儲器(Content- Addressable Memory, CAM)中,因此也被稱(chēng)為CAM表。
當然,在存放交換地址表項之前,交換機首先應該查找地址表中是否已經(jīng)存在該源地址的匹配表項,僅當匹配表項不存在時(shí)才能存儲該表項。每一條 地址表項都有一個(gè)時(shí)間標記,用來(lái)指示該表項存儲的時(shí)間周期。地址表項每次被使用或者被查找時(shí),表項的時(shí)間標記就會(huì )被更新。如果在一定的時(shí)間范圍內陸址表項 仍然沒(méi)有被引用,它就會(huì )從地址表中被移走。因此,交換地址表中所維護的一直是最有效和最精確的地址—端口信息。
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