交换机构造及原理

问题描述

精选答案

交换机的基本组成

1、交换机的外部构造：

前面板上的多个RJ45接口是以太网口，用来连接计算机或其他交换机。

后面板或前面板上的串口是交换机的配置口，用串口线缆将其与计算机的串口连接起来，可实现对交换机的配置操作。也有的交换机的配置口位于前面板上。

面板上有若干指示灯，其亮、灭或闪烁可以反映交换机的工作状态是否正常。

此外还有电源插口、电源开关等。

可上机架（柜）式交换机的标准长度为48.26cm（19in）。

2、交换机的内部构造：

交换机的内部组成为：

CPU （中央处理器）：交换机使用特殊用途集成电路芯片ASIC，以实现高速的数据传输。

RAM/DRAM：主存储器，存储运行配置。

NVRAM（非易失性RAM）：存储备份配置文件等。

FlashROM（快闪存储器）：存储系统软件映像文件等。是可擦可编程的ROM。

ROM：存储开机诊断程序、引导程序和操作系统软件。

接口电路：交换机各端口的内部电路。

交换机的工作原理

交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域。