環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的工作原理
2021.03.30前面為大家介紹過什么是環(huán)網(wǎng)交換機(jī)?環(huán)網(wǎng)交換機(jī)解決方案及優(yōu)勢(shì)。所以，大家都應(yīng)該知道環(huán)網(wǎng)交換機(jī)可以為接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。今天就給大家介紹一下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的工作原理，這樣大家對(duì)于環(huán)網(wǎng)交換機(jī)就更加了解了吧。
工作在數(shù)據(jù)鏈路層，環(huán)網(wǎng)交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC(網(wǎng)卡的硬件地址)的NIC(網(wǎng)卡)掛接在哪個(gè)端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)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(yīng)后環(huán)網(wǎng)交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的MAC地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用環(huán)網(wǎng)交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對(duì)照IP地址表，環(huán)網(wǎng)交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。通過環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少?zèng)_突域，但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。
1、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的端口
環(huán)網(wǎng)交換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的物理網(wǎng)段(注：非IP網(wǎng)段)，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B可同時(shí)向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，那么該環(huán)網(wǎng)交換機(jī)這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總流通量也不會(huì)超出10Mbps?？傊?，環(huán)網(wǎng)交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。環(huán)網(wǎng)交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。
2、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的傳輸
環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的傳輸模式有全雙工，半雙工，全雙工/半雙工自適應(yīng)。
環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的全雙工是指環(huán)網(wǎng)交換機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也能夠接收數(shù)據(jù)，兩者同步進(jìn)行，這好像我們平時(shí)打電話一樣，說話的同時(shí)也能夠聽到對(duì)方的聲音。環(huán)網(wǎng)交換機(jī)都支持全雙工。全雙工的好處在于遲延小，速度快。
提到全雙工，就不能不提與之密切對(duì)應(yīng)的另一個(gè)概念，那就是“半雙工”，所謂半雙工就是指一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只有一個(gè)動(dòng)作發(fā)生，舉個(gè)簡(jiǎn)單例子，一條窄窄的馬路，同時(shí)只能有一輛車通過，當(dāng)有兩輛車對(duì)開，這種情況下就只能一輛先過，等到頭兒后另一輛再開，這個(gè)例子就形象的說明了半雙工的原理。早期的對(duì)講機(jī)、以及早期集線器等設(shè)備都是實(shí)行半雙工的產(chǎn)品。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，半雙工會(huì)逐漸退出歷史舞臺(tái)。
以上是環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的工作原理介紹，環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的使用非常廣泛，特別對(duì)于一些網(wǎng)絡(luò)通信要求高的特殊行業(yè)中，必須要使用環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。
