「網絡安全」網絡設備篇(4)——二層交換機

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什麼是二層交換機?


「網絡安全」網絡設備篇(4)——二層交換機

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二層交換機就是工作於OSI模型的第2層——數據鏈路層的交換機,可以識別數據包中的MAC地址信息,根據MAC地址進行轉發,並將這些MAC地址與對應的端口記錄在自己內部的一個地址表中。

二層交換機是最原始的交換技術產品,目前接入型交換機一般是屬於這類型,一般來說所承擔的工作複雜性不是很強,又處於交換網絡的最底層,所以也就只需要提供最基本的二層數據轉發功能即可。

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二層交換機工作流程

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1

當交換機從某個端口收到一個數據包,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,把數據包直接複製到這端口上;

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,交換機又可以學習一目的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。

二層交換機不斷的循環上述過程,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,這是交換機的最基本操作。


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如何選擇二層交換機?


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目前,二層交換機應用最為廣泛,一般應用於小型企業或中型以上企業網絡的接入層次。

從二層交換機的工作原理看,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,那麼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(一般兩種表示方式:一為BEFFER RAM,一為MAC表項數值),地址表大小影響交換機的接入容量;

3

還有一個就是二層交換機一般都含有專門用於處理數據包轉發的ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片,因此轉發速度可以做到非常快。由於各個廠家採用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,大家在考慮設備選型時注意比較。

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二層交換機的發展

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二層交換機指向智能千兆

二層交換機從原先的10M交換非網管,逐漸走向10/100M非網管到10/100M普通可網管,現在已經走向智能可網管,並且正在走向1000M的交換能力。二層交換機不斷地被增強了智能性,開始能能夠處理基於二層到四層的數據包流,這提高了交換機的服務質量(QOS)和安全策略。而推動“千兆到桌面”的二層千兆交換機也將是即將來到的熱點。

網管指向智能

最初的交換機是沒有網管功能的,它只能識別數據包的目的MAC地址,根據這個硬件地址進行數據包的轉發。交換環境產生的固有問題,對業務的控制,對安全的需要使得二層交換機需要加上網絡的管控能力,這才產生了可網管交換機。而現在的可網管已經指向智能的功能,這包括:服務質量(QOS)和安全策略。


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