5分钟掌握交换机工作原理(交换机的工作原理)

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网络中最常见的网络设备莫属于交换机了，因此掌握交换技术在整个计算机网络学习中是十分重要的。

正所谓万丈高楼平地起，一砖一瓦靠根基。想要学习交换技术，我们首先要了解交换机是如何工作的，了解了交换机的工作方式才能更快更扎实得深入理解交换技术。

现在跟着IELAB网络实验室来一起学习交换机基本工作原理。

我们先来看一个和交换机很像的网络设备——集线器（hub）

HUB属于物理层设备，那有的同学就问了，长得和5口的小交换机没啥区别呀，为啥这个就是物理层设备，而交换机就属于数据链路层呢？

其实一个设备处于第几层是看它能解析出数据包中的哪一层的包头，像路由器它可以解析出IP头，并根据源目ip进行路由，那它就是三层设备。

同理，交换机可以解析数据帧中的mac地址信息，并根据相关信息进行转发，所以交换机属于二层设备。而hub不解析任何信息，只做无脑转发给所有人，所有接口处在同一个冲突域，所以属于物理层设备。

刚才说到了交换机是二层设备会根据mac地址信息进行转发，那么交换机是如何完成转发工作的呢？

首先，默认情况下交换机每个接口是一个冲突域，所有接口处在同一广播域。交换机内有一张mac地址表，其中思科的交换机使用show mac address-table可以查看mac地址表，华为交换机可以使用display mac-address查看mac地址表

从图中可以看到，mac地址表中有vlan、mac地址、接口id、学习到条目的方式等信息，其中如果有类型为static一般为手工指定的mac地址表项，而类型为dynamic的则是交换机自己学习到的，那么交换机是根据什么机制生成的mac地址表呢？

当交换机收到一个数据帧，会去检查源mac，如果mac地址表项中没有这个地址，则将这个地址和收到这个数据帧的接口关联起来，记录到mac地址表中，如果mac地址表中有这个mac地址和接口的对应关系，则将此项的老化时间刷新（mac地址表项默认老化时间300秒）

当建立好我们的mac地址表之后，交换机又是如何对数据进行转发的呢？

交换机检查目的mac，如果mac地址表中没有，则视为一个未知单播帧，将会向处在同一广播域内的，除接收端口外的其他所有端口进行泛洪；如果查到mac地址表中有这个目的mac，则根据mac地址表直接进行转发。

今日小结：

1.交换机每个接口是一个冲突域，也就是说交换机隔离了冲突域；

2.交换机是工作在二层的网络设备，可以根据二层头部信息查找mac地址表并进行相应的转发，如果没有匹配的mac地址表项，交换机会进行泛洪转发；

3.交换机的mac地址表可以自动学习建立。

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