交換機(jī)是一種用于電信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路，接下來騰科教育為你詳細(xì)介紹交換機(jī)的作用。

認(rèn)識(shí)交換機(jī)

從功能上：交換機(jī)是用于連接多臺(tái)設(shè)備，讓其具備網(wǎng)絡(luò)互通的條件。

從定義上：交換機(jī)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，能連接多臺(tái)設(shè)備到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，通過數(shù)據(jù)包交換的方式，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。

肉眼可見的是交換機(jī)有很多端口，這些端口是通過MAC地址，也就是網(wǎng)卡的硬件地址來識(shí)別，從而達(dá)到數(shù)據(jù)交換的功能。

交換機(jī)的工作原理很像理想化的交通，各個(gè)岔路口(交換機(jī)的端口)的車輛(數(shù)據(jù))都有自己的專用車道，每輛車都有自己的目的地(MAC地址)，所以主干道的交通不會(huì)堵塞(交換機(jī)的特點(diǎn)：無阻塞的交換數(shù)據(jù))。

交換機(jī)的作用

1、學(xué)習(xí)MAC地址。交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來，并存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。如果接收到新的端口回應(yīng)，它可以學(xué)習(xí)新的MAC地址并記錄好。

2、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時(shí)，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口。

3、消除回路。當(dāng)交換機(jī)包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以交換機(jī)通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)允許存在后備路徑。

4、連接不同網(wǎng)絡(luò)。交換機(jī)除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡(luò)之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間起到互連作用。如今許多交換機(jī)都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機(jī)或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。

5、劃分局域網(wǎng)。交換機(jī)可以像網(wǎng)橋那樣，將局域網(wǎng)分為多個(gè)沖突域，每個(gè)沖突域都是有獨(dú)立的寬帶，因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。

交換機(jī)的主要功能

交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流控。交換機(jī)還具備了一些新的功能，如對(duì)VLAN(虛擬局域網(wǎng))的支持、對(duì)鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。

1.從OSI體系結(jié)構(gòu)來看，集線器屬于第一層物理層設(shè)備，而交換機(jī)屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，不但可以對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸做到同步、放大和整形，而且可以過濾短幀、碎片等。

2.當(dāng)交換機(jī)工作的時(shí)候，只有發(fā)出請(qǐng)求的端口與目的端口之間相互響應(yīng)而不影響其它端口，因此交換機(jī)就能夠隔離沖突域并有效地抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。

3.對(duì)于交換機(jī)而言，每個(gè)端口都有一條獨(dú)占的帶寬，當(dāng)兩個(gè)端口工作時(shí)不影響其它端口的工作，同時(shí)交換機(jī)不但可以工作 在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。

交換機(jī)的工作原理

交換機(jī)位于OSI參考模型中的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，交換機(jī)的工作依賴于對(duì)MAC地址的識(shí)別(所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個(gè)唯一的MAC地址，通常是由廠商直接燒錄進(jìn)網(wǎng)卡中)。

當(dāng)交換機(jī)從其某個(gè)端口收到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，先讀取包頭中的源MAC地址(即發(fā)送該數(shù)據(jù)包的設(shè)備網(wǎng)卡的MAC地址)，將該MAC地址和端口對(duì)應(yīng)起來添加到交換機(jī)內(nèi)存里的地址表中。

然后再讀取包頭中的目的MAC地址，對(duì)照內(nèi)存里的地址表看該MAC地址與哪個(gè)端口對(duì)應(yīng)，如果地址表中有該MAC地址的對(duì)應(yīng)端口，則將該數(shù)據(jù)包直接復(fù)制到對(duì)應(yīng)的端口上。

如果沒有找到，則將該數(shù)據(jù)幀作為一個(gè)廣播幀發(fā)送到所有的端口，對(duì)應(yīng)的MAC地址設(shè)備會(huì)自動(dòng)接受該幀數(shù)據(jù)，同時(shí)，交換機(jī)將接受該幀數(shù)據(jù)的端口與這個(gè)目的MAC地址對(duì)應(yīng)起來放入內(nèi)存中的地址表中。