计算机网络——集线器与交换机

article/2025/10/30 21:26:41

在这里插入图片描述

💟💟前言

友友们大家好，我是你们的小王同学😗😗
今天给大家打来的是计算机网络——集线器与交换机
希望能给大家带来有用的知识
觉得小王写的不错的话麻烦动动小手点赞👍 收藏⭐ 评论📄
小王的主页：小王同学🚗
小王的gitee：小王同学🏩🏩
小王的github：小王同学💦

早期的总线型网络

早期的总线型以太网

使用双绞线和集线器HUB的星型以太网

使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各站共享总线资源，使用的是CSMA/
集线器只工作在物理层，它的每个接口仅简单地转发比特，不进行碰撞检测
（由各站的网卡检测）
集线器一般都有少量的容错能力和网络管理功能。例如，若干网络中某个网卡除了故障，不停地发送帧，此时集线器可以检测到这个问题，在内部断开与出故障的网卡的连线，使整个以太网仍然能正常工作

这是一个使用集线器和双绞线电缆互联了四台主机的星型拓扑的以太网，主机中的以太网卡以及集线器的各个接口使用 Rj-45 插座它们直接通过双绞线电缆进行连接，在双绞线电缆的两端都是 RJ-45 插头，也就是我们俗称的水晶头，实践证明，使用双绞线和集线器，比使用具有大量机械接头的无源电缆要可靠的多！

并且价格便宜，使用方便。粗缆和细缆以太网早已成为了历史。
使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各站共享总线资源，使用的还是 CSMA/CD 协议

集线器只工作在物理层，它的每个接口仅简单地转发比特，不进行碰撞检测（由各站的网卡检测）

集线器一般都有少量的容错能力和网络管理功能。例如，若网络中某个网卡出了故障，不停地发送帧。此时，集线器可以检测到问题，在内部断开与出故障网卡的连线，使整个以太网仍然能正常工作。

以太网交换机通常都有多个接口。每个接口都可以直接与一台主机或另一个以太网交换机相连。一般都工作在全双工方式。
以太网交换机具有并行性，能同时连通多个接口，使多对主机能同时通信，无碰撞（不使用CSMA/CD协议）
以太网交换机工作在数据链路层（也包括物理层），他收到帧后，在帧交换表中查找帧的目的MAC地址所对应的接口号，然后通过该接口转发帧
以太网交换机是一种即插即用的设备，其内部的帧交换表是通过自学习算法自动地逐渐建立起来
帧的两种转发方式：
1. 存储转发
2. 直通交换：采用基于硬件的交叉矩阵（交换时延非常小，但不检测帧是否有差错）

以太网交换机自学习和转发帧的流程

以太网交换机在数据链路层（也包括物理层）
以太网交换机收到帧后，在帧交表中查找帧的目的MAC地址所对应的接口号，然后通过该接口转发帧
以太网交换机是一种即插即用设备，刚上电启动时其内部的帧交换表是空的。随着网络中各主机间的通信，以太网交换机通过自学习算法自动逐渐建立起帧交换表。

在这里插入图片描述

如图相互连接的两台以太网交换机，各自连接了三台主机，构成了一个交换式以太网，为了简单起见，各主机中网卡上固定化的 MAC 地址仅用一个大写字母表示，各主机互不相同，为了将重点放在以太网交换机学习和转发帧的流程上，假设各主机知道网络中其它各主机的 MAC 地址（无需进行 ARP）

不需要首先通过 APR 来获取目的主机的 MAC 地址

该帧从交换机 1 的接口 1 进入交换机 1，交换机 1 首先进行登记的工作，将该帧的源 MAC 地址 A 记录到自己的帧交换表格中，将该帧进入自己的接口的接口号 1 相应的也记录到帧交换表中，上述登记工作就称为交换机的学习，之后交换机 1 对该帧进行转发。该帧的目的是 MAC 地址是 B。
在这里插入图片描述
以太网交换机进行转发决策时使用的 PDU 的地址是目的物理地址