交換機工作原理
一．基本原理
交換機有很多種類，按照其處理包的層次可以分為二層交換機，三層交換機，四層交換機和高層交換機。這些種類後面的依次比前面的增加了處理層數，具體層數從其命名也可以看出來。那麼下面就從最簡單的二層交換開始，逐層揭開交換機內部工作原理的秘密。
二層交換中，交換機按照mac位址實現端對端的交換，它在內部會維護一張mac位址與對應埠的位址表，在接到包時先查詢源mac對應埠，再根據目的mac決定包的分發，如果有目的mac所對應埠，就直接將包複製到此埠；如果沒有，就廣播這個包，並在有回應時學習到這個對映關係。
二層交換中的影響因素有：匯流排頻寬(線速需要n×m，n為埠數，m為每埠頻寬)，對映表大小。
三層交換並非二層交換的簡單堆疊，它除了有二層交換模組，還有三層路由模組。三層模組的工作原理類似路由器，它維護一張路由表和一張流快取表(是不是就是二層模組中的位址表)，接到包時先查流快取表，沒有就查路由，確定目的ip，加上自己的mac然後發出去，並通過一定的識別觸發機制確定傳送方和接受方mac位址和**埠的對應關係，並記錄進流快取表，以後兩者的資料，就直接由二層模組完成。這就是通常所說的一次路由，多次**。
三層交換中的影響因素有：埠速率，背板頻寬(三層模組在背板匯流排上)。
四層交換基於包請求的應用型別，在各種應用型別的伺服器間分發，它根據tcp/udp埠判定所請求的服務型別，為供使用的伺服器組設立vip，對客戶的請求根據某種演算法排程伺服器，一旦乙個會話建立，就用伺服器的ip代替vip，並建立埠對映關係；另外，它在內部維護一張與被選擇的伺服器相配的源ip位址以及源tcp 埠相關聯的連線表，用於儲存會話。
從上面可以看出，交換機應用功能的增加，是以速度為代價的，四層交換機幾乎集合了交換、路由、負載均衡等各種功能，可以想象，在這樣乙個盒子裡，是何等的忙碌。
二．內部結構
三．例項
作為乙個單包的例項，比如chris 傳送乙個資料報給jackie(結構見圖三)，過程如下：
資料報到達交換機1的埠9，這是乙個無標籤頭的包，所以交換機1 給該資料報新增乙個vlan id。
根據目的mac位址和vlan id，查詢資料庫，知道該資料報需要傳送到24(或25、26號埠，這3 個埠被**到一起，對上層來說，這3 個埠就好象乙個埠，實際上交換機會根據3 個埠的流量來決定是從哪個埠往外傳送)。如果不知道，則該資料報還會被傳送到埠6，當然，在傳送到埠6 的乙太網段時，會先將標籤頭去掉，altaf收到後會丟棄這個資料報，因為目的位址不是它。由於埠24是tag aware埠，所以，傳送到24 號埠的資料報的標籤頭不去掉。
tnetx 4090交換機收到這個資料報後，根據vlanid和目的mac 位址在它的資料庫中查詢路由，最後，它知道該資料報應該傳送到埠4(5或6)，標籤頭仍然不去掉。
交換機2收到後，根據vlan id和目的mac位址，在它的資料庫中查詢路由，知道該資料報需要傳送到埠2。於是將該資料報傳送出去。注意，傳送出去的資料報需要去掉標籤頭。
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