网上有很多关于简述实验交换机的工作原理的知识，也有很多人为大家解答关于交换机工作原理的问题，今天小编为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!
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二、交换机工作原理
一、交换机工作原理详解
前言数据链路层设备主要是网卡和交换机。理解交换机是理解后续上层协议的基础。本文将详细介绍开关的工作原理和相关命令。
数据帧结构在了解交换机之前，我们需要了解一下数据帧，这是网络通信的基础。其结构如图所示：
从上图可以看出，一个数据帧包括以下几个部分：
目标MAC:目标机器的网卡地址
MAC:发送方网卡的地址。
Type:指定上层协议的类型。因为有许多上层协议，所以在处理数据时必须设置该域，以标识数据被传送到哪个协议。例如，当字段为0x0800时，表示数据交付给IP协议，0x0806是ARP协议。
MTU值：也叫最大传输单位，由上层协议和数据组成。当要发送的数据量较大时，例如5000kb，由于数据帧最多只能传输1500字节，所以需要4帧才能发送完数据。
校验码：也叫帧尾，它检测帧的传输是否有错误，占4个字。接收者的计算机将与发送者的拖车数据进行比较。如果两个值不同，则意味着数据在传输过程中丢失或更改。此时，需要重新传输该帧。
问：MAC地址是什么？回答：MAC地址也叫物理地址，全球唯一，有6个字节。它的作用是当网卡接收到一个数据帧时，会先检查该帧的目的地址是否与当前网卡的物理地址相同。如果相同，则进一步处理；如果不一样，直接丢弃。 \ nQ:为什么有一个MTU值？一次传输不是更好吗？回答：早期的数据在网络传输过程中受到多种因素的干扰(如雷电)，数据传输过程中可能会出现丢失或错误。一旦数据传输错误，需要重新传输错误的数据。设置MTU值是为了减少错误重传的数据量。之前交换机端口网速慢，交换机端口传输速度设计的也慢。随着网速的提高，交换机端口的传输速度也随之提高。但是为了兼容之前传输速度慢的设备，交换机发展到了多种传输速度。常见的网速和表达如下：e字母表示10MbF字母表示100MbG字母表示1000MbTe字母表示10000Mb。
交换机端口表示：F0/1F表示速度0，模块号1表示接口号。
问：传输速度不同的交换机和网卡是如何通信的？回答：交换机的接口速率会自适应，不同的设备会以最大的传输速度相互通信问题：为什么交换机会有模块号的概念回答：有些交换机支持插拔，是用来扩展接口数量的，所以模块交换机的概念是行得通的。
我们用上图来看看交换机的工作原理：假设三个小圆圈代表局域网中的三个网络设备，它们的IP地址分别是10 . 0 . 01、10 . 0 . 02、10 . 0 . 0 . 3；MAC地址为AA、BB、CC(缩写，实际长度为6字节)。矩形表示AA设备与CC设备通信时要发送的数据帧。
AA设备向交换机1发送数据；1.交换机解析数据帧，获取帧中的源MAC地址，并检查自身的MAC地址表中是否有AA设备的源MAC地址，如果有，则进入下一步；如果不是，在地址表中记录F0/1接口和AA MAC地址；1交换机获取目标MAC，检查其MAC地址表中是否有MAC地址CC，如果MAC地址表中有CC地址，则通过单播将数据直接发送到与CC相连的设备的F0/3。如果MAC地址表中没有CC地址，广播(即每个交换机端口发送一个数据帧)将忽略具有非CC MAC地址的设备收到的数据帧，而具有MAC地址的CC设备将接受该数据帧进行进一步处理。上面的交换机工作流程中提到了一个非常重要的概念MAC地址表。表格中的内容格式和数据如图所示：
Vlan:用于隔离虚拟局域网
MAC地址：网卡的MAC地址。
Type:标识如何获得MAC地址和交换机接口之间的关联。动态标识是动态获取的，管理交换机可以直接绑定MAC地址和交换机接口的关联。
端口：交换机的插座或接口。
问：MAC地址表中的数据是否总是被保存而不被删除？回答：MAC地址表数据有老化时间的概念，默认为300秒，即如果交换机接口300秒不接收数据，MAC地址表会删除数据交换机工作模式和接口对应的命令注意：以下交换机常用命令摘自网络：
工作模式：
1)用户模式：\ n交换机\ n可以查看交换机的基本和简单信息，不能修改配置！2)特权模式\ nswitch enable \ nswitch # \您可以查看所有配置，但不能修改它们，但可以测试、保存和初始化它们3)全局配置模式\ n switch # convergence terminal \ n switch(config)# \ n默认情况下，您不能查看配置！\ n配置可以修改，并且全局生效！4)接口配置模式：\ n switch(config)# Interface F0/1 \ n switch(config-if)# \ n默认情况下无法查看配置！\ n配置可以修改，并且只对该接口有效！5)控制台端口/线路/控制台配置模式：\ n switch(config)# line console 0 \ n默认情况下无法查看配置！您可以修改配置，它将在控制台端口上生效！备注：
1、首次配置网络设备时，您需要使用控制台线路。
2、您需要在PC上使用超级终端或其他软件。
命令：
退出级别1 \直接返回特权模式\ n使用？可以替换一个字符(我不记得命令的全名)支持tab完成键\ n \ n配置主机名： conf t(命令的缩写形式，相当于配置终端)\ n主机名折叠设备名\ n \ n设置用户密码： line co 0 password password 登录(重新登录测试)\ Exit \ n \ n快捷键： ctrl u:快速删除光标前的所有字符 ctrl a:快速定位光标到行首 ctrl e:快速定位光标到行尾 保存配置步骤：\ n en \ n复制Running-Config Startup-Config \ n或 write \ Switch启动动作：\ n先去硬盘找一下Startup-Config配置文件是否存在：\ n如果不存在， 在内存中创建新的运行配置文件\ n如果存在，将其复制到内存并重命名为running-config \ N \ N检查运行配置文件：\ n en \ N show running-config \ n \查看启动配置文件：\ N en \ N en \ N show startup-config \ N \ N \ N重新启动设备：\ n en \ n reload \ n \配置特权密码：\ N conf t \ N Enable password password(明文)\ Enable secret password(密文)\ n\ n 查看MAC地址表：show MAC-address-table \ n 查看接口状态列表：\ N show IP int brief \ N show IP int b \ N \ N手动关闭接口： int f0/x \ N手动打开接口：\ N int F0/x \ N不关闭\ N退出\ N \ N使用NDO:\ N其他模式加上DO空格可以强制特权模式的命令\ N例如：\ n do sh run \ n do sh IP int b \ n do wr \ n \删除配置：\ n 2)在命令前不添加空格 3)原始命令中有参数，并且参数是唯一的，所以删除时不需要添加参数\ n如：\ n conf t \ n主机名sw1 \ n conf t \ n无主机名\ n 清空/擦除/初始化配置：\ n en \ n erase start-config \为第3层端口配置IP:(用于远程控制交换机)\ N int F0/0 \ N IP Add 10 . 1 . 1 . 254 255 . 255 . 0 \ N不关闭\ n \ n打开远程控制：\ N conf t \ N line vty 0 4 \ Transport input telnet/ssh/none/all \ N password \ N log in \ N exit \ N conf t \ N主机名R1 \ N IP domain-namer1.qf.com \ N加密密钥生成rsa //生产密钥对\ N line vty 04 \ n transport input telnet/ssh/none/all \ N log in local \ N exit \ N username xxpassword 123.com \ N \ N为交换机配置管理IP:\ N conf t \ N int VLAN 1 \ N IP Add 10 . 1 . 1 . 253 255 . 255 . 0 \ N no shut \ N \ N为交换机配置默认网关\ N目的：可以跨网段管理\ n conf t \ n IP default-gateway 10。 n关闭自动解析功能： conf t无ip域-查找结论本博客详细讲解了交换机的工作原理和命令，以及与交换机相关的网络安全，如ARP攻击、DHCP攻击等。请参考单独的ARP和DHCP条目和安全博客。
二、交换机工作原理
交换机任一节点收到数据传输指令后，快速查找内存中存储的地址表，从而确定MAC地址的网卡连接位置，然后将数据传输到该节点。
如果在地址表中找到相应的位置，则进行传输；如果没有，交换机将记录该地址以供下次搜索和使用。一般交换机只需要向相应的点发送帧，而不需要像hub一样发送到所有节点，这样就节省了资源和时间，提高了数据传输速率。
交换机工作在OSI参考模型的第二层，即数据链路层。当每个端口连接成功后，交换机内部的CPU会将MAC地址与端口进行匹配，形成MAC表。在以后的通信中，寻址到这个MAC地址的数据包只会发送到它对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可以用来划分数据链路层广播，也就是冲突域；但它不能划分网络层广播，也就是广播域。
相关描述
Switch意为“交换机”，是一种用于转发电(光)信号的网络设备。它可以为访问交换机的任意两个网络节点提供专用的电信号路径。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的有电话语音交换机、光纤交换机等。
网络交换机是一种扩展网络的设备，它可以为子网提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。随着通信行业的发展和国民经济信息化的推进，网络交换机市场正在稳步上升。它具有性价比高、灵活性高、相对简单和易于实现的特点。以太网技术已经成为最重要的局域网组网技术，网络交换机已经成为最流行的交换机。
以上内容参考：百度百科-Switch
三、离子交换器的工作原理
通过离子交换工作。
运行：阳离子交换树脂(h-r)(m)-(m-r)(h)
树脂(OH-R) (X-)-:(X-R) (OH-)
其中m是金属离子，X-是阴离子。
再生过程是它的逆过程。
离子交换器的故障控制
离子交换除盐水处理最简单的工艺是由阳床和阴床组成的一级复床除盐系统。有些一级复床除盐系统采用单元制，即每个一级复床除盐系统包括一个阳床、一个脱碳器和一个阴床。离子交换脱盐过程中，无论是阳床还是阴床先失效，都会同时再生。另外，一级双床除盐系统采用母管，即正床和正床或负床和负床并联运行，哪个交换器失效就再生。
1检测和控制原理
强酸性阳离子交换树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为：Fe 3 al 3 ca 2mg 2 Na h；所以金属离子Na在水中的吸附能力最弱，所以在离子交换过程中，树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，h .最终被其他阳离子取代。当保护层渗透时，最下面一层的Na首先泄漏；所以钠漏是监督阳离子交换器失效的标准。反应方程式为(A代表金属阳离子，R为树脂基团):
一个nRH=RnA n H
HCO3- H=H2O CO2
强碱性阴离子树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为SO42-NO3-Cl-OH-HCO3-HSiO3-。所以HSiO3-的吸附能力最弱，所以在离子交换过程中，树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，OH-被其他阴离子取代。当保护层穿透时，最下面一层HSI O3-先泄漏；因此，监测阴离子交换器的故障是基于硅泄漏；反应方程式为(b代表酸阴离子，r是树脂基团):
BM-mROH=人民币mOH-
2控制点和控制方法
由于主控系统包括一个单元系统，具有充分利用树脂、提高交换器出口能力、降低酸碱消耗等优点。在我们的研究中，我们主要讨论基于这种结构的离子交换除盐水处理系统。
以成都生物制品研究所蛋白分离车间纯水站为例，该系统是一个主要的水处理系统。系统结构为砂滤-活性炭过滤-粗滤-阳床-一阴-二阴-混床-精滤-纯水箱。系统的产水能力为5 t/h，在系统故障控制的研究中，我们提出了单元故障控制的概念，即充分利用主水处理系统的优势使系统失效。
(1)反渗透膜对有机溶质的去除率高于纳滤膜。(2)不同有机溶质的去除率不同，有的甚至相差很大(如RO和NF膜对乙酸的吸光度去除率分别为95.34%和81.45%，而对苯胺的吸光度去除率分别为61.50%和46.82%)。
3污水质量
原水电导率(25)低于10S/cm，经一级复床脱盐后，水中硅含量低于100g/L。
以上就是关于简述实验交换机的工作原理的知识，后面我们会继续为大家整理关于交换机工作原理的知识，希望能够帮助到大家！
