交換機(jī)故障
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障通常有兩種表現(xiàn)形式，軟故障和硬故障，所謂軟故障就是指因?yàn)檎`操作，錯(cuò)誤配置，病毒等引起的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的故障，這類(lèi)故障通常能夠通過(guò)更改設(shè)置，重新安裝軟件來(lái)排除，而硬故障是指網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身的硬件系統(tǒng)發(fā)生了故障，這類(lèi)故障一般智能通過(guò)更換硬件設(shè)備來(lái)解決，不過(guò)，日常生活中所遇到的故障大部分是軟故障，因此，本章主要涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備軟故障的解決。
交換機(jī)，英文名稱(chēng)為“SWITCH”。大家肯定聽(tīng)說(shuō)過(guò)“程控交換機(jī)”這個(gè)名詞吧?“程控交換機(jī)”是指電話(huà)通訊系統(tǒng)中使用的線路交換機(jī)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上使用的交換機(jī)就是從電話(huà)交換機(jī)的技術(shù)上發(fā)展而來(lái)的。一般意義上的交換機(jī)是指工作在OSI模型中第二層即數(shù)據(jù)鏈路層上的第二層交換機(jī)。從外觀上來(lái)看，它與集線器(HUB)基本上沒(méi)有太大區(qū)別，都是帶有多個(gè)端口的長(zhǎng)方形盒狀體，而且都遵循IEEE802.3及其擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，介質(zhì)存取方式也均為CSMA/CD，但是它們?cè)诠ぷ髟砩线�是有著根本的區(qū)別。
交換機(jī)的內(nèi)部有一條帶寬很高的背板總線和內(nèi)部交換矩陣，交換機(jī)前面的所有端口都連接在背板總線之上。在交換機(jī)中還有一個(gè)重要的組成部分，那就是內(nèi)存。在這個(gè)內(nèi)存中保存著一張MAC地址對(duì)照表，它記錄著MAC地址和端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如下圖所示：
當(dāng)交換機(jī)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，首先取出數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)MAC地址，根據(jù)內(nèi)存中所保存的MAC地址表來(lái)判斷該數(shù)據(jù)包應(yīng)該發(fā)送到哪個(gè)端口，然后就把數(shù)據(jù)包直接發(fā)送到目標(biāo)端口。如果沒(méi)有在MAC地址表中找到目標(biāo)端口，則發(fā)送一個(gè)廣播包至所有端口，來(lái)查找目標(biāo)端口。只要目標(biāo)端口所連接的計(jì)算機(jī)響應(yīng)，則交換機(jī)就“記住”這個(gè)端口和MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因?yàn)榻粨Q機(jī)具有學(xué)習(xí)功能。當(dāng)下一次接收到一個(gè)擁有相同的目標(biāo)MAC地址的數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)立即被轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口上，而不用再發(fā)廣播包。這樣就使得數(shù)據(jù)傳輸效率大大提高，且不易出現(xiàn)廣播風(fēng)暴，也不會(huì)有被其它節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)的安全問(wèn)題。而集線器不具有這個(gè)地址表，所以HUB接收到一個(gè)數(shù)據(jù)后，便將該數(shù)據(jù)發(fā)送到所有端口上，所以容易引起廣播風(fēng)暴，且易被其他節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)。
MAC地址表在交換機(jī)剛剛啟動(dòng)時(shí)，是空白的。當(dāng)它所連接的計(jì)算機(jī)通過(guò)它的端口進(jìn)行通信時(shí)，交換機(jī)即可根據(jù)所接收或發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)得知MAC地址和端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而更新MAC地址表的內(nèi)容。交換機(jī)使用的時(shí)間越長(zhǎng)，學(xué)到的MAC地址就越多，未知的MAC地址就越少，從而廣播就越少，速度就越快。
由交換機(jī)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)之所以被稱(chēng)為交換式網(wǎng)絡(luò)，是因?yàn)榻粨Q機(jī)的每一個(gè)端口都是獨(dú)享帶寬的，這是交換機(jī)相比于HUB的最大特點(diǎn)。所有端口都能夠同時(shí)進(jìn)行通訊，并且能夠在全雙工模式下提供雙倍的傳輸速率，也就是說(shuō)交換機(jī)端口可以同時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流是雙向的，端口之間互不干擾。比如：PORT1向PORT2發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，PORT3可以向PORT4發(fā)送數(shù)據(jù)，這兩個(gè)連接都享有獨(dú)自的帶寬，互不干擾。假如有一個(gè)8端口100Mbps的以太網(wǎng)交換機(jī)，如果每個(gè)端口同時(shí)工作，那么它的總帶寬就是8×100Mbps=800Mbps。
隨著交換技術(shù)的發(fā)展，不少高檔交換機(jī)提供虛網(wǎng)(VLAN)、網(wǎng)管和路由功能。其中VLAN功能是指在一臺(tái)交換機(jī)上，經(jīng)過(guò)配置后，把它所連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為若干個(gè)相互獨(dú)立的虛擬局域網(wǎng)。劃分VLAN時(shí)，可以依據(jù)交換機(jī)上的端口，也可以依據(jù)端口所連計(jì)算機(jī)的MAC地址。如果這些VLAN之間沒(méi)有經(jīng)過(guò)特殊配置或線路連接，則相互之間不能通信。這一功能可以劃分廣播域，從而減少?gòu)V播，提供更加安全的通信。路由功能則是指交換機(jī)具有第三層的路由功能，這就是我們常聽(tīng)說(shuō)的“第三層交換機(jī)”。
常用以太網(wǎng)交換機(jī)之間的連接可以通過(guò)兩種方式：堆疊和級(jí)聯(lián)。堆疊是指通過(guò)交換機(jī)自帶的堆疊線纜，把多個(gè)交換機(jī)的堆疊模塊進(jìn)行連接。級(jí)聯(lián)是指通過(guò)交叉雙絞線把兩臺(tái)或多臺(tái)交換機(jī)連在一起。由于各個(gè)廠商的技術(shù)不同，堆疊和級(jí)聯(lián)的交換機(jī)個(gè)數(shù)也不相同。
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