スイッチはどのように機能しますか?

スイッチの動作原理は、OSI 参照モデルの 2 番目の層であるデータ リンク層に基づいています。スイッチは、データ フレームを解析して転送することでネットワーク内の異なるデバイス間の通信を可能にする学習プロセスに基づいたネットワーク デバイスです。スイッチは、内部転送テーブルの内容を継続的に改善し、データ交換の効率と信頼性を向上させ、接続の安定性とセキュリティを確保できます。スイッチは、企業ネットワーク、データセンター、キャンパスネットワーク、その他のシナリオで広く使用されており、さまざまなアプリケーションに安定した効率的な接続サービスを提供します。

#スイッチの動作原理は、OSI 参照モデルの 2 番目の層であるデータ リンク層に基づいています。 スイッチは、スイッチに接続されている任意の 2 つのネットワーク ノードに専用の電気信号パスを提供できます。スイッチは、ネットワーク内のすべての MAC アドレスとスイッチの各ポート間の対応情報を記録する MAC アドレス テーブルに従ってデータ フレームを転送します。スイッチはデータを受信すると、宛先 MAC アドレスを確認し、宛先ホストが存在するインターフェイスにデータを転送します。

スイッチには学習機能があり、データ フレーム内の送信元 MAC アドレスを確認して、アドレスとスイッチ ポート間のマッピングを確立し、MAC アドレス テーブルに書き込みます。スイッチは、データ フレーム内の宛先 MAC アドレスを確立された MAC アドレス テーブルと比較して、転送するポートを決定します。データ フレーム内の宛先 MAC アドレスが MAC アドレス テーブルにない場合、データ フレームはすべてのポートに転送されます。このプロセスはフラッディングと呼ばれます。

さらに、スイッチには競合ドメインを分離する機能もあります。イーサネットでは、各デバイスは一意の MAC アドレスを持ち、複数のデータ フレームを送信できます。スイッチは、ポート アドレス テーブルと転送の決定に基づいて、受信したデータ フレームをどう処理するかを決定します。データ フレームの宛先 MAC アドレスが MAC アドレス テーブルにない場合、スイッチはデータ フレームをすべてのポートにフラッディングします。これは、新しいデバイスの検出と接続の確立に役立ちます。

スイッチとルーターには多くの点で大きな違いがあります:

1. 動作レベル: スイッチは、OSI/RM オープン アーキテクチャのデータ リンク層 (第 2 層) で動作します。ルーターは、最初から OSI モデルの 3 番目の層であるネットワーク層で動作するように設計されていました。スイッチはデータリンク層で動作するため、その動作原理は比較的単純で、ルーターはよりインテリジェントな転送決定を行うことができます。

2. データが転送されるオブジェクト: スイッチは、物理アドレスまたは MAC アドレスを使用して、転送されるデータの宛先アドレスを決定します。ルーターは、さまざまなネットワークの ID 番号 (つまり、IP アドレス) を使用して、データ転送用のアドレスを決定します。

3. ルーティング機能: ルーターは、データパケットの送受信アドレスを自動的に識別する機能を持ち、道路上の交通誘導やルーティングを担当する警察官に似ています。対照的に、スイッチはコリジョン ドメインを分割するだけで、ブロードキャスト ドメインは分割しません。また、ルーティング機能はありません。

4. パフォーマンス: ルーターは TCP/IP プロトコルを処理できますが、スイッチは処理できません。ルーターは、データパケットが送受信されるアドレスを自動的に識別することができ、交通誘導や誘導を担う道路上の警察に相当します。ルーターは特定のアドレスを持つデータ パケットのみを転送し、ルーティング プロトコルをサポートしていないデータ パケットや宛先ネットワークが不明なデータ パケットは送信しないため、ブロードキャスト ストームが防止されます。

つまり、スイッチは学習プロセスに基づいたネットワーク デバイスであり、データ フレームを解析して転送することで、ネットワーク内の異なるデバイス間の通信を実現します。スイッチは、内部転送テーブルの内容を継続的に改善し、データ交換の効率と信頼性を向上させ、接続の安定性とセキュリティを確保できます。スイッチは、企業ネットワーク、データセンター、キャンパスネットワーク、その他のシナリオで広く使用されており、さまざまなアプリケーションに安定した効率的な接続サービスを提供します。

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