交換機

交換機工作在資料鏈路層的物理裝置或者說是接入層的物理裝置，轉發資料幀。

隨著企業網路的發展，越來越多的使用者需要接入到網路，交換機提供的大量的接入埠能夠很好地滿足這種需求。同時，交換機也徹底解決了困擾早期乙太網的衝突問題，極大地提升了乙太網的效能，同時也提高了乙太網的安全性。

交換機工作在資料鏈路層，對資料幀進行操作。在收到資料幀後，交換機會根據資料幀的頭部資訊對資料幀進行轉發。

接下來我們以小型交換網路為例，講解交換機的基本工作原理。

交換機中有一個MAC地址表，裡面存放了MAC地址與交換機埠的對映關係。MAC地址表也稱為CAM（Content Addressable Memory）表。

如圖所示，交換機對幀的轉發操作行為一共有三種：泛洪（Flooding），轉發（Forwarding），丟棄（Discarding）。

泛洪：交換機把從某一埠進來的幀通過所有其它的埠轉發出去（注意，“所有其它的埠”是指除了這個幀進入交換機的那個埠以外的所有埠）。

轉發：交換機把從某一埠進來的幀通過另一個埠轉發出去（注意，“另一個埠”不能是這個幀進入交換機的那個埠）。

丟棄：交換機把從某一埠進來的幀直接丟棄。

交換機的基本工作原理可以概括地描述如下：

如果進入交換機的是一個單播幀，則交換機會去MAC地址表中查詢這個幀的目的MAC地址。

如果查不到這個MAC地址，則交換機執行泛洪操作。

如果查到了這個MAC地址，則比較這個MAC地址在MAC地址表中對應的埠是不是這個幀進入交換機的那個埠。如果不是，則交換機執行轉發操作。如果是，則交換機執行丟棄操作。

如果進入交換機的是一個廣播幀，則交換機不會去查MAC地址表，而是直接執行泛洪操作。

如果進入交換機的是一個組播幀，則交換機的處理行為比較複雜，超出了這裡的學習範圍，所以略去不講。另外，交換機還具有學習能力。當一個幀進入交換機後，交換機會檢查這個幀的源MAC地址，並將該源MAC地址與這個幀進入交換機的那個埠進行對映，然後將這個對映關係存放進MAC地址表。