上一小節介紹了 **集線器** ，一種工作於物理層的簡單網路裝置。由於集線器採用廣播的方式中繼、轉發物理訊號，傳輸效率受到極大制約。 ## 精準轉發 為了解決集線器工作效率低下的尷尬，我們需要設計一種更高階的網路裝置。新裝置根據乙太網幀的目的 _MAC_ 地址，將它精準地轉發到正確埠：  > 註釋：這裡 **埠** ( _port_ )指的是轉發裝置的插口，也可叫做網口。 如上圖，中間節點是轉發裝置，它在內部維護著一張主機 _MAC_ 地址與對應埠的對映表，現與 _3_ 臺主機相連。這樣一來， 當轉發裝置接到主機 _A_ 發給主機 _C_ 的資料後，根據目的 _MAC_ 地址搜尋對映表，便可將資料準確地轉發到對應的埠 _3_ 。 現在，傳輸模式變得更有針對性了——資料幀被精準轉發到正確的埠，其他埠不再收到多餘的資料：  不僅如此，主機 _A_ 與 _B_ 通訊的同時，其他計算機也可通訊，互不干擾。轉發裝置每個埠是一個獨立的衝突域，頻寬也是獨立的。 集線器的缺陷全部避免了！ ## 交換機 能夠根據乙太網幀目的地址轉發資料的網路裝置就是 **乙太網交換機** ( _ethernet switch_ )：  交換機長相跟集線器沒啥區別嘛。當然了，大部分網路裝置都是一個佈滿埠的盒子，關鍵在於內部構造。 再看看現實中的交換機長啥樣：  總結起來，乙太網交換機屬於 **二層網路裝置** ，特點如下： - 根據目的地址轉發乙太網幀； - 每個埠是獨立衝突域； - 每個埠頻寬獨立； ## Mac地址學習 交換機完美地解決集線器的缺點，但新問題又來了，對映表如何獲得呢？ 最原始的方式是：維護一張靜態對映表。當新裝置接入，向對映表新增一條記錄；當裝置移除，從對映表刪除對應記錄。然而，純手工操作方式多少有些煩躁。 好在計算機領域可以實現各種花樣的自動化——通過演算法自動學習對映表。我們先來看看大致思路：  初始狀態下，對映表是空的。現在，主機 _A_ 向 _B_ 傳送一個數據幀 _FRAME1_ 。因為對映表中沒有地址 _B_ 的記錄，交換機便將資料幀廣播到其他所有埠。 由於交換機是從 `Fa0/1` 埠收到資料幀的，便知道 _A_ 連線 `Fa0/1` 埠，而資料幀的源地址就是 _A_ 的地址！此時，交換機可以將 _A_ 的地址和埠 `Fa0/1` 作為一條記錄加入對映表。交換機學習到 _A_ 的地址！  接著，主機 _B_ 向 _A_ 回覆一個數據幀 _FRAME2_  。由於對映表中已經存在地址 _A_ 的記錄了，因此交換機將資料幀精準轉發到埠 `Fa0/1` 。同理，交換機學習到主機 _B_ 的地址。 當主機 _C_ 開始傳送資料時，交換機同樣學到其地址，學習過程完成！  這就是 **MAC地址自動學習** 的基本原理。 【[小菜學網路](https://fasionchan.com/network/)】系列文章首發於公眾號【小菜學程式設計】，敬請關注： ![](https://cdn.fasionchan.com/coding-fan-wechat-soso.png?x-oss-process=image/resiz