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计算机网络系列内容的学习目录 → \rightarrow →谢希仁计算机网络学习系列内容汇总。 8. 集线器与交换机的区别8.1 总结8.2 课后练习 9. 以太网交换机自学习和转发帧的流程9.1 总结9.2 课后练习 8. 集线器与交换机的区别早期的总线型以太网最初使用粗同轴电缆作为传输媒体,后来演进到使用价格相对便宜的细同轴电缆。当初认为这种连接方法既简单又可靠,因为在那个时代普遍认为有源器件不可靠,而无源的电缆线才是最可靠的。然而这种使用无源电缆和大量机械接头的总线型以太网,并不像人们想象的那么可靠。后来以太网发展出来了一种使用大规模集成电路可靠性非常高的设备,叫做集线器,并且使用更便宜更灵活的双绞线作为传输媒体,如下图所示。
对比集线器和交换机: 首先对比发送单播帧的情况。下图上半部分是仅使用集线器扩展以太网后发送单播帧的情况,下图下半部分是仅使用交换机扩展以太网后发送单播帧的情况。很显然,交换机具有非常明显的优势。 再来对比发送广播帧的情况。下图上半部分是仅使用集线器扩展以太网后发送广播帧的情况,下图下半部分是仅使用交换机集线器还是交换机来扩展以太网,扩展后的以太网中的各主机都属于同一个广播域。仅使用集线器扩展的以太网在逻辑上仍然是共享总线的,并且形成为一个更大的碰撞域。换句话说,参与竞争总线的主机比扩展前的更多了。
1. 下列网络连接设备工作在数据链路层的是( C ) A. 中继器 B. 集线器 C. 交换机 D. 路由器 分析: 交换机工作在数据链路层;集线器工作在物理层。 2. 下列不能隔离碰撞域的设备是( B ) A. 网桥 B. 集线器 C. 交换机 D. 路由器 分析: 集线器不能隔离碰撞域;交换机可以隔离碰撞域。 3. 10台用户主机通过一台交换机连接成10Mb/s的交换式以太网,每个用户能够占有的带宽是( C ) A. 1Mb/s B. 2Mb/s C. 10Mb/s D. 100Mb/s 分析: 10台用户主机通过一台交换机连接成10Mb/s的交换式以太网,每个用户能够占有的带宽是10Mb/s。 4. 通过集线器连接的一组主机( C ) A. 组成一个冲突域,但不是一个广播域 B. 组成一个广播域,但不是一个冲突域 C. 既是一个冲突域,又是一个广播域 D. 既不是冲突域,也不是广播域 分析: 通过集线器连接的一组主机既是一个冲突域,又是一个广播域。 5. 通过交换机连接的一组主机( B ) A. 组成一个冲突域,但不是一个广播域 B. 组成一个广播域,但不是一个冲突域 C. 既是一个冲突域,又是一个广播域 D. 既不是冲突域,也不是广播域 分析: 通过交换机连接的一组主机组成一个广播域,但不是一个冲突域。 9. 以太网交换机自学习和转发帧的流程■ 以太网交换机工作在数据链路层(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。 下图所示是以太网交换机自学习和转发帧的流程的例子。
■ 以太网交换机工作在数据链路层(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。 ■ 以太网交换机自学习和转发帧的流程: 1. 收到帧后进行登记。登记的内容为帧的源MAC地址及进入交换机的接口号; 2. 根据帧的目的MAC地址和交换机的帧交换表对帧进行转发,有以下三种情况: ⋄ \diamond ⋄ 明确转发:交换机知道应当从哪个(或哪些)接口转发该帧(单播,多播,广播)。 ⋄ \diamond ⋄ 盲目转发:交换机不知道应当从哪个端口转发帧,只能将其通过除进入交换机的接口外的其他所有接口转发(也称为泛洪)。 ⋄ \diamond ⋄ 明确丢弃:交换机知道不应该转发该帧,将其丢弃。 ■ 帧交换表中的每条记录都有自己的有效时间,到期删除。原因如下: ⋄ \diamond ⋄ 交换机的接口改接了另一台主机; ⋄ \diamond ⋄ 主机更换了网卡。 9.2 课后练习1. 以太网交换机的自学习是指( A ) A. 记录帧的源MAC地址与该帧进入交换机的端口号 B. 记录帧的目的MAC地址与该帧进入交换机的端口号 C. 记录数据包的源IP地址与该数据包进入交换机的端口号 D. 记录数据包的目的IP地址与该数据包进入交换机的端口号 分析: 以太网交换机的自学习是指记录帧的源MAC地址与该帧进入交换机的端口号。 2. 假设交换机的转发表是空的,当交换机收到某个单播帧后,会将该帧( B ) A. 丢弃 B. 泛洪 C. 从接收该帧的端口再转发该帧 D. 从另外的某个端口转发该帧 分析: 泛洪是交换机和网桥使用的一种数据流传递技术,将从某个接口收到的数据流向除该接口之外的所有接口发送出去。假设交换机的转发表是空的,当交换机收到某个单播帧后,会将该帧泛洪。 3. 在下图中,假设交换机的转发表是空的,主机H2给H3发送一个单播帧,则能收到该单播帧的主机有( D )
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