网络是怎样工作的,请简要叙述一下
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发布时间：2022-05-14 03:11
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时间：2024-02-23 03:28
交换机的英文名称之为“Switch”，它是集线器的升级换代产品，从外观上来看的话，它与集线器基本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方形盒状体。交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
1.1.1 交换机的内部结构
交换机的主要功能是通过ASIC芯片来完成的。交换机应该由CPU、交换芯片，内存、FLASH组成，如果要细分，交换芯片应该包括MAC+PHY。
CPU：完成各种二层协议的计算。例如：配置VLAN，不同VLAN之间的PC能否互相访问都是由CPU来控制的。
MAC：完成数据的交换，MAC地址的学习和MAC地址表的维护等。例如我们在交换机上配置MAC地址的绑定、过滤和MAC地址老化时间等
PHY：完成报文的接收和发送、数字信号与模拟信号的转化。例如交换机上配置每个端口的速度协商、link-up、link-down等物理层的协商都是由PHY完成的
Flash：存放OS，程序和参数
1.1.2 交换机工作原理
交换机的工作原理其实最根本的是要理解“共享”（Share）和“交换”（Switch）这两个概念。集线器是采用共享方式进行数据传输的，而我们在这里要讲的交换机工作原理则是采用“交换”方式进行数据传输的。我们可以把“共享”和“交换”理解成公路。“共享”方式就是来回车辆共用一个车道的单车道公路，而“交换”方式则是来回车辆各用一个车道的双车道公路，“共享”和“交换”这两种数据传输方式的示意图分别如图1左、右图所示。
图1.1
交换机进行数据交换的原理就是在这样的背景下产生，它解决了集线器那种共享单车道容易出现“塞车”现象。在交换机技术上把这种“独享”道宽（网络上称之为“带宽”）情况称之为“交换”，这种网络环境称为“交换式网络”，交换式网络必须采用交换机（Switch）来实现。从图1右图可以知道交换式网络可以是“全双工”（Full Duplex）状态，即可以同时接收和发送数据，数据流是双向的。而集线器的“共享”方式的网络就称之为“共享式网络”，共享式网络采用集线器（集线器）作为网络连接设备。显然，共享网络的效率非常低，在任一时刻只能有一个方向的数据流，即处于“半双工”（Half Duplex）模式，也称为“单工”模式。
1.1.2.1 MAC地址
第二层交换机使用物理网络地址工作。物理地址也称为链路层地址、硬件地址或MAC层地址，用来识别各台设备。MAC地址是唯一的。
单播：
组播：MAC地址第一个字节的两个最低有效位为1，表示组播。组播地址
广播：FF-FF-FF-FF-FF-FF
1.1.2.2 以太网数据帧
在现在的体系下，存在两种格式的报文：802.3封装，和以太封装的。我们现在最常用的是以太报文如下
目的MAC地址（6字节）
源MAC地址（6字节）
类型（2字节）
VLAN OPT（2字节）
数据（最大1500字节）
填充字节（需要时）
帧校验序列（4字节）CRC校验
以太网帧最大长度为1518字节，帧头占14个字节，FCS尾部占4个字节，所有数据字段最大为1500字节。如果数据带有VLAN Tag信息，最长为1520字节。关于VLAN TAG信息，在后面VLAN部分会详细介绍。
1.1.2.3 交换机数据交换原理
在前面我们知道了交换机的工作原理，那么交换机依靠什么机制进行数据交换呢？
每台交换机在内部都维持了一张MAC地址表，最简单的MAC地址表由源MAC地址和端口组成，交换机就是根据MAC地址表的来进行数据交换的。当交换机从某一节点收到一个以太网帧后，将立即在其内存中的地址表（端口号－MAC地址）进行查找，以确认该目的MAC的网卡连接在哪一个节点上，然后将该帧转发至该节点。如果在地址表中没有找到该MAC地址，也就是说，该目的MAC地址是首次出现，交换机就将数据包广播到所有节点。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后，将立即做出应答，从而使交换机将其节点的“MAC地址”添加到MAC地址表中。换言之，当交换机从某一节点收到一个帧时（广播帧除外），将对地址表执行两个动作，一是检查该帧的源MAC地址是否已在地址表中，如果没有，则将该MAC地址加到地址表中，这样以后就知道该MAC地址在哪一个节点；二是检查该帧的目的MAC地址是否已在地址表中，如果该MAC地址已在地址表中，则将该帧发送到对应的节点即可，而不必像集线器那样将该帧发送到所有节点，只须将该帧发送到对应的节点，从而使那些既非源节点又非目的节点的节点间仍然可以进行相互间的通信。如果该MAC地址不在地址表中，则将该帧发送到所有其它节点（源节点除外），相当于该帧是一个广播帧。
讲到这里我们要明白一个事实，那就是交换机在刚买回来不可能知道您所在网络中各节点的地址，也就是说在交换机刚刚打开电源时，其MAC地址表是一片空白。那么，交换机的地址表是怎样建立起来的呢？学习！交换机根据以太网帧中的源MAC地址来更新地址表。当一台计算机打开电源后，安装在该系统中的网卡会定期发出空闲包或信号，交换机即可据此得知它的存在以及其MAC地址，这就是所谓自动地址学习。由于交换机能够自动根据收到的以太网帧中的源MAC地址更新地址表的内容，所以交换机使用的时间越长，学到的MAC地址就越多，未知的MAC地址就越少，因而广播的包就越少，速度就越快。
那么，交换机是否会永久性地记住所有的端口号－MAC地址关系呢？不是的。由于交换机中的内存毕竟有限，因此，能够记忆的MAC地址数量也是有限的。既然不能无休止地记忆所有的MAC地址，那么就必须赋予其相应的忘却机制，从而吐故纳新。事实上，工程师为交换机设定了一个自动老化时间（Auto－aging），若某MAC地址在一定时间内（Netcore交换机MAC地址老化时间默认为300秒）不再出现，那么，交换机将自动把该MAC地址从地址表中清除。当下一次该MAC地址重新出现时，将会被当作新地址处理。
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服务器
http://ke.baidu.com/view/899.html?wtp=tt
分时共享
一种基于存储器的分时共享系统及其方法，包括CPU、一个或一个以上外设控制部分、数量与外设控制部分个数相等的分时共享信息交换模块，分时共享信息交换模块包括信号切换单元A、存储器1、存储器2以及切换信号a；切换信号a与信号切换单元A连接，其状态由CPU控制，信号切换单元A根据不同的状态实现CPU、外设控制部分与存储器1、存储器2的不同逻辑连接关系，使CPU与外设通过交换挂接存储、存储器2的方式来实现数据的传输。在数据传输过程中，CPU与外设可同时读／写挂接到各自的存储器而互不影响，且CPU不暂停现行程序，数据传输效率高，CPU利用率高
