网桥的功能是连接两个物理拓扑不同的网络, 比如以太网和令牌环网, 网桥在这两个网络中完成地址翻译、 通信中继等功能, 使得网络层看来, 物理上不同的两个网络是一个逻辑的网络 。 其实网桥也是工作在数据链路层的, 随着以太网技术的发展, 连接两个异种网络的机会越来越少,于是,网桥正被以太网交换机所替代。

1.交换机数据转发工作原理

交換机是用来连接局域网的主要设备, 工作在数据链路层, 根据以太网中目的地址转发数据。 交换机能够分割冲突域, 实现全双工通信。

交换机能根据以太网帧中的目标 MAC地址信息转发数据帧。如图3-3所示,交換机在RAM 中保存一张MAC地址表, MAC地址表为 MAC地址与端口号对应的一张表。表中的MAC地址为交換机连接的主机或交換机端口的 MAC地址, 端口号为交換机本身的端口号 。 交換机的 MAC地址表的形成与作用主要包含以下几方面:

(1)转发。交換机根据 MAC地址表转发数据帧。交换机转发数据帧时,査看帧中的目标 MAC地址, 査表, 根据表中对应的端口号, 将数据转发到对应的端口去。

(2)学习 。 MAC地址表是交换机通过学习接收的数据帧的源MAC地址来形成的。当交换机收到一个数据帧时, 首先査看帧中的源 MAC地址, 査MAC地址表, 如果表中没有这个MAC地址,则添加这个条目。

(3)广播。如果目标地址在MAC地址表中没有,交換机就向除接收到该数据帧的端口外的其他所有端口广播该数据帧 。

(4)更新。交换机 MAc地址表的老化时问是300秒,如果 MAC地址表中的条日300秒没有更新, 交换机就删除此条目 。

交换机如果发现一个帧的入端口和MAC地址表中源MAC地址的所在端口不同, 交换机将 MAc地址重新学习到新的端口 。

2.交换机全双工原理

(1)单工、半双工和全双工。按信息传输的方向和时间把传输方式分为:单工、半双工、全双工三种 。

1)单工数据传输是两个信息点之问只能沿一个指定的方向进行数据传输。

2 ) 半双工数据传输是两个信息点之间可以在两个方向上进行数据传输, 但不能同时 进行。

3) 全双工数据传输是两个信息点之间可以在两个方向同时进行数据传输。

(2)冲突域与广播域。冲突域指以太网上竞争同一带宽的节点集合。冲突域是基于第一层的 。 广播域指接收.同样广播消息的节点的集合, 广播域是基于第二层的 。

一个 HUB就是一个冲突域。交换机的每个端口都是一个冲突域。 HUB中所有的端口都在同一个广播域, 冲突域内 。 交换机所有端口都在同一个广播域内, 而每一个端口就是一个冲突域。