1、什么是中繼器？

    中繼器（ repeater ）是一種信號增強(qiáng)設(shè)備，運(yùn)行在 OSI 參考模型的第一層。它的功能僅僅是將信號重新輸出，延遲網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，不進(jìn)行其它的數(shù)據(jù)控制，也無法識別數(shù)據(jù)鏈路層的 MAC 地址和網(wǎng)絡(luò)層的 IP 地址。

    2、什么是網(wǎng)橋？

    網(wǎng)橋（ bridge ）是具有兩個端口的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可隔離沖突域。作用相當(dāng)于 OSI 模型中的數(shù)據(jù)鏈路層，能夠根據(jù) MAC 地址進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。只能連接同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(同一網(wǎng)段)，不能連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（不同網(wǎng)段）。

    3、什么是集線器？

    集線器（ hub ）是工作在物理層、具有信號放大功能、以它為中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。即一個多端口的中繼器，以集線器為中心，連接多個節(jié)點(diǎn)。廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，也就是說，當(dāng)它要發(fā)送數(shù)據(jù)時，會發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點(diǎn)。

    由于集線器沒有控制功能，因此所有終端共享帶寬，同一時刻只能一個終端發(fā)送數(shù)據(jù)，多個終端同時發(fā)送數(shù)據(jù)就會產(chǎn)生沖突。這時，集線器、連接線纜以及連接在集線器上的終端設(shè)備構(gòu)成了一個沖突域。于是采用 CSMA/CD 方式?jīng)Q定終端能否發(fā)送數(shù)據(jù)。

    4、什么是交換機(jī)？

集線器是從接收方收到的數(shù)據(jù)，會轉(zhuǎn)發(fā)給所有非發(fā)送方端口，也就是簡單的通過復(fù)制電氣信號來實(shí)現(xiàn)發(fā)送。但是交換機(jī)是通過學(xué)習(xí)連接的每個終端的 MAC 地址，將數(shù)據(jù)發(fā)送給對應(yīng)的目的終端上，避免將數(shù)據(jù)發(fā)送到無關(guān)端口，提供網(wǎng)絡(luò)利用率。這里說的交換機(jī)都是二層交換機(jī)。

    如果是沒有學(xué)習(xí)到的 MAC 地址，或者想跟網(wǎng)段內(nèi)所有終端進(jìn)行通信，交換機(jī)會使用廣播方式，將數(shù)據(jù)幀進(jìn)行泛洪。

    5、交換機(jī)如何學(xué)習(xí) MAC 地址？

    交換機(jī)通過數(shù)據(jù)幀的源 MAC 地址，學(xué)習(xí)到交換機(jī)端口和 MAC 地址的對應(yīng)關(guān)系，并記錄到交換機(jī)的 MAC 地址表中。主機(jī) A 向主機(jī) D 發(fā)送數(shù)據(jù)：A 發(fā)送數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的源 MAC 地址是 11:11:11:11:11:11 ，目的 MAC 地址是 44:44:44:44:44:44 。交換機(jī)端口 1 收到數(shù)據(jù)幀，記錄源 MAC 地址和端口的對應(yīng)到 MAC 地址表項(xiàng)。交換機(jī)不知道目的 MAC 地址在哪個端口，于是將數(shù)據(jù)幀進(jìn)行泛洪，即轉(zhuǎn)發(fā)到除端口 1 之外的所有端口。B 和 C 發(fā)現(xiàn)目的 MAC 地址不是自己，將丟棄數(shù)據(jù)幀。

    D 發(fā)現(xiàn)是發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)幀，于是發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，源 MAC 地址是 44:44:44:44:44:44 ，目的 MAC 地址是 11:11:11:11:11:11 。交換機(jī)端口 4 收到數(shù)據(jù)幀，記錄 D 的 MAC 地址表項(xiàng)。于是交換機(jī)知道了主機(jī) A 和主機(jī) D 的 MAC 地址信息，之后會根據(jù) MAC 地址表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)通過同樣的方式，可以學(xué)習(xí)到主機(jī) B 和主機(jī) C 的 MAC 地址。

    6、對比集線器，交換機(jī)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

    7、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀有哪些類型？

    8、交換機(jī)如何轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀？

    交換機(jī)收到數(shù)據(jù)幀后，會有三種處理方法：直通轉(zhuǎn)發(fā)、碎片隔離和存儲轉(zhuǎn)發(fā)。

    直通轉(zhuǎn)發(fā)

    直通轉(zhuǎn)發(fā)是交換機(jī)只讀取數(shù)據(jù)幀的前 14 個字節(jié)就進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。由于讀取的數(shù)據(jù)量固定，發(fā)送方和接收方的速度需要一致，導(dǎo)致無法橋接不同速率的以太網(wǎng)。另外，只讀取前 14 個字節(jié)，會跳過了 FCS 域，因此無法檢測并丟棄 CRC 校驗(yàn)錯誤的數(shù)據(jù)幀。

    碎片隔離

    碎片隔離是讀取數(shù)據(jù)幀的前 64 個字節(jié)就進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，可以防止轉(zhuǎn)發(fā)小于 64 字節(jié)的殘幀。但是如果出現(xiàn) CRC 錯誤，還是會轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。也無法橋接不同速率的以太網(wǎng)。

    存儲轉(zhuǎn)發(fā)

    存在轉(zhuǎn)發(fā)會讀取數(shù)據(jù)幀全部內(nèi)容再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣就可以識別殘幀和 CRC 校驗(yàn)錯誤幀，并將它們丟棄。交換機(jī)還能對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行緩存，因此可以橋接不同速率的以太網(wǎng)。

    武漢海翎光電科技有限公司是一家集自主研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、集成業(yè)務(wù)、服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司積極響 應(yīng)國家戰(zhàn)略布局，重點(diǎn)推進(jìn)自主可控國產(chǎn)化產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用。為加強(qiáng)自主可控產(chǎn)業(yè)在各領(lǐng)域的競爭力，豐富產(chǎn)品類型的廣度 與深度，聯(lián)合高校成立技術(shù)研發(fā)中心，完成了基于全國產(chǎn)系列 的網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品、嵌入式單板計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。已深入軍工、電力、能源、交通、船舶、環(huán)保、 煤炭、石油化工、工業(yè)控制等領(lǐng)域。