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交换机 交换机英文名称 Switch，是人们构建局域网使用最多的网络设备之一，又称为网络开关。它属于集线器的一种，但可以智能地分析数据包，有选择地将其发送出去。 交换机工作在OSI模型的数据链路层，其主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。 交换 交换 switching 是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。 交换机实例 交换机起源 交换和交换机最早起源于电话通讯系统（PSTN），我们现在还能在老电影中看到这样的场面：首长（主叫用户）拿起话筒来一阵猛摇，局端是一排插满线头的机器，戴着耳麦的话务员接到连接要求后，把线头插在相应的出口，为两个用户端建立起连接，直到通话结束。这个过程就是通过人工方式建立起来的交换。当然现在我们早已普及了程控交换机，交换的过程都是自动完成。 交换机工作在数据链路层。 在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。HUB集线器就是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。 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若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。 　　使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照地址表，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，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。 交换机的工作原理 交换机和集线器在外形上非常相似，而且都遵循IEEE802.3及其扩展标准，介质存取方式也均为CSMA/CD，但它们之间还是有着根本的区别。 集线器采用共享带宽方式，而交换机采用独享带宽方式。 交换机的工作原理 当交换机控制电路从某一端口收到一个数据帧后，将立即在其内存的地址表中进行查找，以确认该目的地址的网上连接在哪一个端口，然后将该帧转发至该端口。如果在地址表中没有找到该物理地址，也就是说，该目的物理地址是首次出现，则将其广播到所有端口。拥有该物理地址的网卡在接收到该广播帧后，将会立即做出应答，从而使用交换机将其端口物理地址添加到交换机中的地址表中。 在交换机刚刚打开电源时，其地址表是一片空白。那么，交换机的地址表是怎样建立起来的呢？交换机根据以太网帧中的物理地址来更新地址表。当一台计算机打开电源后，安装在该计算机中的网卡会定期发出空闲包或信号，交换机即可据此得知它的存在以及其物理地址。由于交换机能够自动根据收到的以太网帧中的源物理了址更新地址表的内容，所以交换机使用的时间越长，地址表中的物理地址就越多，未知的物理地址就越少，因而广播包就越少，速度就越快。 交换机不会永久性地记住所有端口号物理地址关系，由于交换机中的内存毕竟有限，因此，能够记忆的物理地址数量也是有限的。在交换机内有一个忘却机制，当某一物理地址在一定时间不再出现，交换机自动将该地址从地址表中清除，当下一次该地址重新出现时，交换机将其作为新地址处理，重新记入地址表中。 交换机的分类 工作组交换机：工作组交换机是最常见的一种交换机，其特征是端口数量少，为信息点小于100台的计算机联网提供交换环境，对带宽的要求不高，网络的扩展性不高，一般为固定配置而非模块化配置。 部门级交换机：部门级交换机可以是固定配置，也可以是模块配置，一般有光纤接口。 企业级交换机：企业级交换机属于高端交换机，它采用模块化的结构，可作为网络骨干构建高速局域网，企业级交换机的信息点在500个以上。企业级交换机仅用于大型网络，且一般作为网络的骨干交换机。 模块化交换机 数据交换方式 交换机主要是采用直通式、存储转发式和碎片隔离等方式进行数据交换 直通式：直通式交换机在输入端口检测到一个数据包后，交换机只检查数据包的包头，并从包头中取出目的地址，通过内部动态查找换算成相应的输出端口，在输入输出交叉处接通，把数据包直接发送到该端口，这样就完成了交换工作。 存储转发方式：它首先把输入端口的数据包存储起来，然后进行CRC(循环冗余码校验)检查，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查找表转换成输出端口进出包。 碎