以太网二层交换原理

上一篇 / 下一篇 2008-01-04 08:53:14 / 个人分类：通信技术

以太网二层交换原理

第二层交换是基于MAC 地址转发帧。

所谓交换，就是将分组(或帧)从一个端口移到另一个端口的简单动作。如何作出移动决定就已经确定了是用交换机还是路由器。如果用的是OSI 模型的第二层，那么就要用到交换机或网桥，如果是OSI 模型的第三层，那就要用到路由器。

MAC地址：

数据链路层包含2个子层：逻辑链路控制( LLC )和介质访问控制( MAC )。MAC 子层决定该层的硬件地址，这个地址是和网络无关的，所以无论将那个硬件插入到网络的何处，它有相同的MAC 地址(也就是MAC地址不随网络的改变而改变)，无论网络地址是什么。供应商通常指定其产品的MAC 地址。在Ethernet 策略中，将一系列的Ethernet MAC 地址分配给供应商，然后它们将不同的地址分配给生产的每个接口。 Ethernet MAC 地址包含12 位。前面的6 位(组织标识符或OUI )是由IEEE 分配给供应商的特定的编号，剩下的6 位是系列号。这样的结果就是，每个网络接口插件可以在任何给定的局域网或广域网上有不同的MAC 地址。

交换原理：

假设有一个5口的交换机，故事从这里开始，这个交换机的端口从MAC接收到好的数据包(receives good packets from the MACs)，处理它们(processes them)，并送往合适的MACs准备发送出去(and forwards them to the appropriate MACs for transmission)，处理过程是个概括(Processing is the key)，它包括学习如何把帧发送到正确的MAC或MACs，平时交换机学习来自终端设备的MAC地址及其来自那个端口，一旦学习到MAC地址和对应的端口号，以后所有发往这个MAC地址的数据包都从这个端口发出去。如果一个包要发到一个新的、没有学习到的MAC地址，它就会发往除了它自己进来的所有端口，如果这个设备存在，响应回来的地址就被交换机学习到，以后发往这个MAC地址的包就往这个端口发。

由于有限的物理存储器，所有的交换机只能学习到2的48次幂中的一个很小子集，所以交换机只学习那些活动的MAC地址，例如有时移走一个旧设备，换了一个新的设备，这样新的MAC地址被学习到而老的MAC地址替换掉，这叫做老化(Aging)，一般一个MAC地址对应的端口号只允许一段时间有效，一般是5分钟，也就是在5分钟内再没有收到这个MAC地址的包，这个MAC地址在交换机中将被替换掉。