连接网络的枢纽，网络交换机详解

网络交换机，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。随着通信业的发展以及 国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性能价格比高、高度灵活、相对简单、易于实现等特点。所以， 以太网技术已成为当今最重要的一种局域网组网技术，网络交换机也就成为了最普及的交换机。

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。

学习：

以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

转发/过滤：

当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）

消除回路：

当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。

交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口，用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。

一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量。

最后简略的概括一下交换机的基本功能：

1． 像集线器一样，交换机提供了大量可供线缆连接的端口，这样可以采用星型拓扑布线。

2． 像中继器、集线器和网桥那样，当它转发帧时，交换机会重新产生一个不失真的方形电信号。

3． 像网桥那样，交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑。

4． 像网桥那样，交换机将局域网分为多个冲突域，每个冲突域都是有独立的宽带，因此大大提高了局域网的带宽。

5． 除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外，交换机还提供了更先进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。

而交换机的工作原理可以用四个词语概括：学习，直接转发，泛洪方式，更新。

学习：交换机内部有一个MAC地址表，一个MAC地址对应一个接口，一个接口可以对应多个MAC地址，与接口相对应的MAC地址是指通过这个接口，交换机所能达到的所有MAC地址，当交换机一端有一个主机通过交换机发送数据，交换机首先查看数据帧的源MAC地址，如果有的话更新记录，如果本身MAC地址中没有相关记录，就将源地址与其进入的接口相关记录写在MAC地址表中。

直接转发：然后再来查看目的MAC地址，如果本身MAC地址表中有关于目的MAC地址与相应接口的记录，就从记录的接口转发出去。

泛洪方式：如果没有记录，交换机就向其他所有接口转发这个帧（除这个数据帧的入口），等到相应的主机单播回复之后，交换机记下回应数据帧的源MAC地址与对应接口，以方便下次转发。

更新：同时，交换机内部的MAC地址表只有300S的存在时间，定时五分钟会更新一次

文章标题：连接网络的枢纽，网络交换机详解
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