交换网络是什么(交换网络是什么意思)

写在前面

本人并不是什么大神,只是入行比你们早,所以如果文章有问题或者不妥的地方可以及时指出,与你们共同学习,其实我是不想写网络相关的文章,但奈何还是放不下网络这门技术,毕竟这么多年了。但由于网络上同质的文章非常多,所以我后续以专栏的方式一直写到IE,希望大家能够多多支持。

正文

什么是交换?

通过字面意思理解为拿一个对象换成另外一个对象的过程叫交换。

在网络的世界里,此交换非彼交换,这里我们谈论的数据的交换。所以为了更好的去理解,我准备了一张简单的拓扑图。

拓扑图

上图是一张比较简单的拓扑,一台路由器,两台交换机,3个终端,构建今天文章的主题。

理解交换之前穿插一个小的知识,在交换机出来之前还有另外一个产品,它就是集线器(HUB),当然现在这个设备已经淘汰了(注意集线器工作在一层),它的工作原理是当A访问B时,所有的设备都能接受到消息,需要终端网卡过滤自己不需要的数据,所以不适合现有的环境。因此推出了交换机。当然交换机的功能还是数据交换,那么交换机的特点是是什么,原理是什么?

交换机最大的特点是拥有一张MAC地址表,根据MAC地址表转发相对应的数据,而不是像集线器那样,每次都需要广播一次。我们具体用实验来看看交换机如何工作的。

eSNP模拟

当PC1接入到当前局域网里,访问PC3,看看上图G0/0/1的抓包情况

ARP请求

这里看到的为PC1发出ARP信息,咨询网络里是否存在12.12.12.88这台主机(记住这里我们是在交换机的上行口抓包)

交换机上的MAC地址表状态

这里我们已经可以看到主机的MAC地址已经被记录进地址表里了,对应关系就是

5489-9869-5778<----------->G0/0/2,意味着以后前往该MAC地址的数据包只丢向该口

PC3访问PC1

此时该交换机再接入一台终端,并尝试ping终端1,结果正常,继续往下看。

ARP请求

ARP应答


第二次终端1ping终端2


主机ARP

抓包情况

交换机MAC地址表情况

通过以上实验,其实可以得出几个结论:

1.如果是访问一个未知的主机,首先会发一个ARP请求广播,泛洪至所有端口,同时在交换机上记录MAC地址,并列出对应关系存在MAC地址表里;

2.当局域网APR有答复时,交换机操作如步骤一。

3.主机获取到对端响应的同时,ICMP的目的mac地址加上ARP请求响应的MAC地址(如下图)

将ARP回应的MAC地址加入到目的MAC地址

4.后续互相之间访问就是以单播的形式交互了

总结

用简单的一个例子说明,小明新去一家公司,有事要找一个同事,但是不知道是谁,只知道名字,所以大喊一声,所有人听到这个消息,但是只有一个人知道是找它的,所以他找过来告诉小明,他就是他要找的那个人,后续之间的联系也无需在大喊,小明的脑海里也就对号入座了。当然这个只是例子,实际还是需要大家去做实验去理解,任何一个表面的现象,背后一定是有原因的,而这个原因就是它的原理。那么留下一个思考题,交交换机的原理是什么?换机的这种设计有没有风险?欢迎留言。下期内容《网络入门篇之“最简单协议-ARP”》