网络技术培训-以太网交换技术.pptx

以太网交换技术是现代局域网中广泛采用的核心技术之一，主要解决了传统共享式以太网中的冲突问题和效率低下问题。在共享式以太网中，多台设备共用一条物理介质，当两台设备同时发送数据时，会发生冲突，导致数据丢失，而且所有的主机都必须工作在半双工模式，即同一时间只能发送或接收数据。此外，广播帧会扩散到整个网络，占用带宽资源。 而交换式以太网通过引入以太网交换机，实现了冲突隔离和单播交换。每个端口被视为一个独立的冲突域，这意味着在同一端口内的主机之间发送数据不会发生冲突。更重要的是，主机可以在全双工模式下工作，同时发送和接收数据，显著提高了网络性能。交换机内部包含缓冲区，能够为任意两个交换数据的端口建立独立的数据通道，确保数据的高效传输。 二层交换机的核心是交换芯片，它负责处理数据帧的转发。交换机通过构建MAC地址表来实现数据帧的正确转发。当交换机收到一个数据帧时，会学习帧中的源MAC地址，并将其与对应的端口记录在地址表中。如果目的MAC地址在地址表中已存在，交换机会直接将数据帧单播到对应端口；如果不存在，交换机会使用泛洪机制，将数据帧发送到除接收端口外的所有端口，直到数据帧到达正确的目的地。 在上述示例中，交换机A和B通过学习和转发数据帧来逐渐建立和更新它们的MAC地址表。当主机11向主机33发送数据时，由于最初交换机不知道目的地址33对应哪个端口，所以采用泛洪方式将数据帧发送到所有端口。随着数据帧的转发，交换机学习到新的MAC地址，并在地址表中创建条目。当主机44向主机11发送数据时，交换机已经学会了44和11的MAC地址，因此可以直接单播转发数据帧，避免了无效的广播和潜在的冲突。 总结来说，以太网交换技术通过提供冲突隔离、全双工通信以及基于MAC地址的智能转发，极大地提升了局域网的性能和效率。交换机通过学习过程构建MAC地址表，从而实现精确的数据帧转发，既解决了冲突问题，也优化了网络资源的利用。这种技术对于现代企业网络、数据中心和家庭网络等环境的高效运行至关重要。