什么是交换机

 交换机(switch)，该设备是局域网应用最广的一种网络设备。

1.交换机工作层面及功能

交换机工作于OSI参考模型的数据链路层。其不同型号、不同品牌以及拥有接人端口数量各不相同，图3-9给出的是一台有16接口的交换机.




主要功能有两点：

(1)快速交换功能:发送节点与接收节点通过交换机连接，数据帧可直接由源MAC地址快速交换到目的MAC地址。

(2)存储转发功能:在数据帧转发前先送人交换机的内部缓冲。这种具有存储转发类型的交换机可对数据帧进行差错检查，可过滤掉有问题的数据帧。

2.交换机工作原理

交换机不仅内置一个MAC地址交换表，而且在其背部底板上有一条带宽很高的上海网站制作传输总线和内置交换矩阵，见图3-10。交换机的所有端口都直接挂接在这条背部总线上。 当交换机一个端口收到数据帧后，该处理端口会在内置"MAC地址交换表”查找，以确定目的MAC所在的端口，然后通过内置交换矩阵快速地将数据顿交换到目的端口上;若目的MAC在“MAC地址交换表”中不存在或是广播地址，则交换机以广播方式将数据帧送到除本接收端口以外的其他所有端口上。

交换机实质上就是一个多端口的网桥，每个端口都包含一个MAC实体，但都不再使用，也就是说交换机可以没有MAC地址。当每个端口均直接与主机相连时，各主机之间可在全双工方式下进行数据交换。

如图3-11所示，是一个由交换机连接的网络。上端接人设备是交换机，下端接人设备是集线器.主机A向主机B发送数据顿，交换机端口El接收到A发送的数据帧，查询MAC地址交换表得知B位于端口E2，则交换机通过内置的交换矩阵直接将数据帧交换到端口E2上。

由上述可知，交换机的每一端口都可视为独立的网段，其上连接的节点可独自享有该端口的全部带宽，无须同其他设备竞争使用。也就是说，交换机的一个端口是一个冲突域.如主机X,Y,Z通过集线器共享端口E3(见MAC交换表)，位于一个冲突域。但是，交换机不阻隔广播，由交换机连接的所有节点依然位于同一广播域。

【问答】交换机的每个端口位于一个冲突域。一台16端口的交换机，在同一时刻可进行并发通信是多少?答案:可以有8对同时进行并发通信。

3.交换衰的生成

交换机的MAC地址交换表与网桥的桥接表一样，开始是空的，也是通过“自学习”过程建立起来的。当交换机收到一数据帧后，自动会将该数据帧的源发MAC地址与对应的端口映射一一记录下来;对数据帧的目的MAC无法决策时(即不知道目的MAC连接在哪个端口)，则采用泛洪法向接收此数据帧端口以外的其他端口广播，最后生成一完整的交换表。