什么是交换机,交换机的工作原理
1，什么是交换机
交换机（英文叫switch 简称SW ）是一种网络硬件设备，是用一种（光）电信号转发交换数据的设备，可以为接入交换机的任意两个网络节点提供（光）电信号通路，是网络中连接时不可缺少的设备，常见的有以太网交换机，还有其他的如电话语音交换机，光纤交换机
网络交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式（插槽数较少），也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式（功能较为简单）。另一方面，从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。
交换机处于OSI七层模型的数据链路层（二层）和网络层（三层）具有路由功能的交换机， 还有四层交换，七层交换(四层和七层只是个概念目前还没有实际的设备)分别工作在OSI第四层、第七层
二层交换机是根据目的mac地址，去转发数据
三层交换机根据目的ip，去转发数据
多层交换机和三层交换机相同，但允许根据数据包中的高层协议对数据包进行控制，多层交换机允许基于TCP/UDP甚至数据包所包含的详细信息来控制数据包
一般使用最多的是二层交换机交换机，交换机有多个端口网桥，是连接数个相同网段的不同主机，减少网内冲突，隔离冲突域。
交换机有傻瓜式交换机插上端口连接设备就可以使用和管理型交换机需要专业的人员进行相关配置才可以使用
2，工作原理
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MAC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，但它不能划分网络层广播，即广播域。交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输，每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接，总之，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址
交换机分为：学习，直接转发，泛洪方式，更新
1，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。
2，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。
3，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。
4，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
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