幀**:
網路及電信中的交換概念
乙太網上的幀包含源mac位址與目的mac位址。交換機從源裝置接收到幀並快速發往目的位址。交換的基本概念指基於以下兩條準則做出決策的裝置：
· 進入（ingress）埠
· 目的位址
術語ingress用於描述幀通過特定埠進入裝置，egress用於描述裝置通過特定埠離開裝置。交換機做出**決定的時候，是基於進入埠以及訊息的目的位址的。
lan交換機維護一張表，通過這張表決定如何**資料流。lan交換機唯一智慧型部分是利用這張表基於訊息的進入埠和目的位址來**。乙個lan交換機中只有一張定義了位址和埠的主交換表；因此，無論進入埠如何，同一目的位址的訊息永遠從同一出口離開。
mac位址表的動態更新
乙個交換機要知道使用哪乙個埠傳送幀，首先必須學習各埠有哪些裝置。隨著交換機學習到埠與裝置的關係，它建立起一張mac位址表，或內容可定址寄存表（cam）。cam是一種應用於高速查詢應用的特定型別的memory。交換機將連線到它的埠的裝置的mac位址記錄到mac表中，然後利用表中資訊將幀傳送至輸出埠裝置，該埠已指定給該裝置。
記住交換機操作模式的一句簡單的話是：交換機學習「源位址」，基於「目的位址」**。幀進入交換機時，交換機「學習」接收幀的源mac位址，並將此位址新增到mac位址表中，或重新整理已存在的mac位址表項的老化暫存器；後續報文如果去往該mac位址，則可以根據此表項**。幀**時，交換機檢查目的mac位址並與mac位址表中位址進行比較。如果位址在表中，則**至表中與mac位址相對應的埠。如果沒有在表中找到目的mac位址，交換機會**到除了進入埠以外的所有埠泛洪（flooding）。有多個互連交換機的網路中，mac位址表對於乙個連線至其他交換機的埠記錄多個mac位址。
1. 交換機在port 1接收到來自pc 1的幀。
2. 交換機檢查源mac位址並與mac位址表相比較。
· 如果位址不在表中，則交換機在mac位址表中將pc 1的源mac位址關聯到進入埠（port 1）。
· 如果已經存在該源位址的mac位址表項，則交換機重置老化計時器。通常乙個表項會保持5分鐘。
3. 交換機記錄源位址資訊之後，檢查目的位址
· 如果目的mac位址不在表項中或如果它是乙個廣播mac位址，則交換機把該幀泛洪（flood）至除了進入埠以外的所有埠。
4. 目標裝置（pc 3）返回目的位址為pc 1的單播幀。
5. 交換機位址表中輸入pc 3的源mac位址以及進入埠的埠號。在表項中找到該幀的目的位址及關聯的輸出埠。
6. 交換機現在可以在源和目標裝置之間傳送幀而無需泛洪，因為位址表中已有指定關聯埠的表項。
交換機**方式：
儲存**交換(store-and-forward)
執行在儲存**模式下的交換機在傳送資訊前要把整幀資料讀入記憶體並檢查其正確性。儘管採用這種方式比採用直通方式更花時間，但採用這種方式可以儲存**資料，從而保證其準確性。由於執行在儲存**模式下的交換機不傳播錯誤資料，因而更適合大型區域網。儲存**模式有兩大主要特徵區別於直通**模式：
差錯控制：
使用儲存**技術的交換機對進入幀進行差錯控制。在進入埠接收完整一幀之後，交換機將資料報最後乙個欄位的幀校驗序列（frame check sequence, fcs）與自己的fcs進行比較。fcs校驗過程用以幫助確保幀沒有物理及資料鏈路錯誤，如果該幀校驗正確，則交換機**。否則，丟棄。
自動快取：
儲存**交換機通過進入埠快取，支援不同速率乙太網的混合連線。例如，接收到乙個以1gb/s速率發出的幀，**至百兆乙太網埠，就需要使用儲存**方式。當進入與輸出埠速率不匹配時，交換機將整幀內容放入快取中，計算fcs校驗，**至輸出快取之後將幀發出。
cisco的主要交換方式是儲存**交換。
直通交換（cut-through）
直通交換的乙個優勢是比儲存**技術更為快速。採用直通模式的交換機會在接收完整個資料報之前就讀取幀頭，並決定把資料發往哪個埠。不用快取資料也不用檢查資料的完整性。這種交換方式有兩大特點：快速幀**以及無效幀處理。
快速幀**：
如下圖所示，一旦交換機在mac位址表中查詢到目的mac位址，就立刻做出**決定。而無需等待幀的剩餘部分進入埠再做出**決定。
使用直通方式的交換機能夠快速決定是否有必要檢查幀頭的更多部分，以針對額外的過濾目的。例如，交換機可以檢查前14個位元組（源mac位址，目的mac，乙太網型別字段），以及對之後的40位元組進行檢查，以實現ipv4三層和四層相關功能。
無效幀處理：
對於大多數無效幀，直通方式交換機並不將其丟棄。錯誤幀被**至其他網段。如果網路中出現高差錯率（無效幀），直通交換可能會對頻寬造成不利影響，損壞以及無效幀會造成頻寬擁塞。在擁塞情況下，這種交換機必須像儲存**交換機那樣快取。
無碎片**（fragment free）
無碎片**是直通方式的一種改進模式。交換機**之前檢查幀是否大於64位元組（小於則丟棄），以保證沒有碎片幀。無碎片方式比直通方式擁有更好的差錯檢測，而實際上沒有增加延時。它比較適合於高效能計算應用，即程序到程序延時小於10毫秒的應用場景。
交換機域：
交換機比較容易混淆的兩個術語是衝突域和廣播域。這一段講述這兩個影響lan效能的重要概念。
衝突域
如下圖所示，每乙個交換機埠連線到一台主機，每乙個交換機埠代表乙個隔離的衝突域。
廣播域
儘管交換機按照mac位址過濾大多數幀，它們並不能過濾廣播幀。lan上的交換機接收到廣播包後，必須對所有埠泛洪。互連的交換機集合形成了乙個廣播域。網路層裝置如路由器，可隔離二層廣播域。路由器可同時隔離衝突和廣播域。
當裝置發出二層廣播包，幀中的目的mac位址被設定為全二進位制數，廣播域中的所有裝置都會接收到該幀。二層廣播域也稱為mac廣播域。mac廣播域包含lan上所有接收到廣播幀的裝置。廣播通訊比較多時，可能會帶來廣播風暴。特別是在包含不同速率的網段，高速網段產生的廣播流量可能導致低速網段嚴重擁擠，乃至崩潰。
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