(1)當交換機從某個端口收到壹個數據包,它先讀取包頭中的源MAC地址,這樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個端口上的;
(2)再去讀取包頭中的目的MAC地址,並在地址表中查找相應的端口;
(3)如表中有與這目的MAC地址對應的端口,把數據包直接復制到這端口上;
(4)如表中找不到相應的端口則把數據包廣播到所有端口上,當目的機器對源機器回應 時,交換機又可以學習壹目的MAC地址與哪個端口對應,在下次傳送數據時就不再需要對所 有端口進行廣播了。
不斷的循環這個過程,對於全網的MAC地址信息都可以學習到,二層交換機就是這樣建立和 維護它自己的地址表。
從二層交換機的工作原理可以推知以下三點:
(1)由於交換機對多數端口的數據進行同時交換,這就要求具有很寬的交換總線帶寬, 如果二層交換機有N個端口,每個端口的帶寬是M,交換機總線帶寬超過N×M,那麽這交換機就可以實現線速交換;
(2)學習端口連接的機器的MAC地址,寫入地址表,地址表的大小(壹般兩種表示方式: 壹為BEFFER RAM,壹為MAC表項數值),地址表大小影響交換機的接入容量;
(3) 還有壹個就是二層交換機壹般都含有專門用於處理數據包轉發的ASIC (Applicati on specific Integrated Circuit)芯片,因此轉發速度可以做到非常快。由於各個廠家 采用ASIC不同,直接影響產品性能。
以上三點也是評判二三層交換機性能優劣的主要技術參數,這壹點請大家在考慮設備選型 時註意比較。
(二)路由技術
路由器工作在OSI模型的第三層---網絡層操作,其工作模式與二層交換相似,但路由器工作在第三層,這個區別決定了路由和交換在傳遞包時使用不同的控制信息,實現功能的方式就不同。工作原理是在路由器的內部也有壹個表,這個表所標示的是如果要去某壹個地方,下壹步應該向那裏走,如果能從路由表中找到數據包下壹步往那裏走,把鏈路層信息加上轉發出去;如果不能知道下壹步走向那裏,則將此包丟棄,然後返回壹個信息交給源地址。
路由技術實質上來說不過兩種功能:決定最優路由和轉發數據包。路由表中寫入各種信息由路由算法計算出到達目的地址的最佳路徑,然後由相對簡單直接的轉發機制發送數據包。接受數據的下壹臺路由器依照相同的工作方式繼續轉發,依次類推,直到數據包到達目的路由器。
而路由表的維護,也有兩種不同的方式。壹種是路由信息的更新,將部分或者全部的路由信息公布出去,路由器通過互相學習路由信息,就掌握了全網的拓撲結構,這壹類的路由協議稱為距離矢量路由協議;另壹種是路由器將自己的鏈路狀態信息進行廣播,通過互相學習掌握全網的路由信息,進而計算出最佳的轉發路徑,這類路由協議稱為鏈路狀態路由協議。
由於路由器需要做大量的路徑計算工作,壹般處理器的工作能力直接決定其性能的優劣。當然這壹判斷還是對中低端路由器而言,因為高端路由器往往采用分布式處理系統體系設 計。
(三)三層交換技術
近年來的對三層技術的宣傳,耳朵都能起繭子,到處都在喊三層技術,有人說這是個非常新的技術,也有人說,三層交換嘛,不就是路由器和二層交換機的堆疊,也沒有什麽新的玩意,事實果真如此嗎?下面先來通過壹個簡單的網絡來看看三層交換機的工作過程。