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交换机工作原理

交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域。

交换机数据传送方式

通过交换的方式进行的数据传输，其实就是交换机的数据传送的方式。之前的集线器，更多是利用共享的方式，来对数据进行传输，没有办法从通讯的速度上进行要求。集线器的共享方式，也就是常说的共享式网络，以集线器作为连接设备并且只 有一个方向的数据流，因而网络共享的效率非常低。相对而言，交换机能够对连接到自身的各台电脑进行相应的识别，通过每台电脑网卡的物理地址也就是常说的MAC地址，来进行记忆和识别。在这样的前提之下，就不用再进行广播寻找，而能够直接将记忆的MAC地址找到相应的地点并且通过一个临时性专门的数据传输通道，来完成两个节点之间不受外来干扰的数据传输的通信。由于交换机还具有全双工传输的方式，所以也可以对于多对节点间通过同时建立临时的专门通道，来形成一个立体且交叉的数据传输通道结构。

交换机的MAC地址

交换机中的MAC地址表初始为空，交换机自投入使用后，会通过一定的措施构建并完善MAC地址表，这一过程主要包含4个重要概念:学习、转发、泛洪和更新。

①学习。当端口E0/1连接的设备pc1要发送数据帧给另外一台设备时，交换机会先检查数据帧中的源MAC地址(00-0B-2F-4B-60-26)，判断MAC地址表中是否存在相关记录，若有则更新记录(00-0B-2F-4B-60-26，E0/1)，否则新增记录。

②转发。交换机检查数据帧中的目的MAC地址，查询MAC地址表中与目的MAC地址相关的记录，若找到相应记录，则将数据帧转发到记录对应的端口。

③泛洪。若MAC地址表中不存在与目的MAC地址相关的记录，交换机一时无法获取目的主机所连接的端口，此时交换机将发送数据帧给除源端口外所有的端口(此即泛洪)，等到相应的目的端口回复后，交换机记下回应数据帧的源MAC地址和对应端口，以方便后续转发。

④更新。为保证MAC地址表的正确，交换机内部每隔一定时间会将表进行一次更新。

交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端

交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。举个例子：你住在一个小区一栋楼内，楼上、楼下有什么事儿喊一嗓子就知道了。但是住的人多了之后就会出现噪音的困扰，你听到的大部分内容都与你无关。于是大家就一起约定，小区内有什么事都以书信的形式通过门卫负责转达，小区外的通信，由门卫与邮递员进行交接。这样就不解决噪音的问题，传达室打野负责小区内的通信，邮递员负责小区外的通信。没有门卫行不行?可以，小区人不多的话，完全是不需要门卫这个角色。但如果小区人很多，没有门卫这个角色，邮递员的负担就大大增加，本来他只要一到小区门口把成捆成捆的信件丢给门卫就走人了，现在要挨家挨户的敲门。