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交换机的特点

交换机主要具有以下特点。

①独享带宽。若一台端口速率为100Mbit/s的交换机同时连接N台计算机，那么网络的总带宽为N x 100Mbit/s。换言之，采用交换机组建的交换式以太网的网络带宽不会因节点数量的增加而减少，网络性能也不会因负荷的增加而降低。

②多对节点可并行通信。交换机允许自身连接的多对设备同时建立通信链路，进行数据交换。

③可灵活配置端口速率。交换机允许各节点按照自身需求灵活配置端口速率，且交换机不仅支持某种速率的端口，还支持端口自适应配置。

④便于管理。交换机支持构造虚拟局域网(VLAN),以软件的方式通过逻辑工作组划分和管理网络中的设备。

交换机可与使用集线器搭建的网络兼容，在从共享式局域网过渡到交换式以太网时可替代集线器，实现网络的无缝连接。

交换机原理

原理

交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。

在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。

交换机工作方式

当一台交换机安装配置好之后，其工作过程如下：

1、收到某网段（设为A）MAC地址为X的计算机发给MAC地址为Y的计算机的数据包。交换机从而记下了MAC地址X在网段A。这称为学习（learning）。

2、交换机还不知道MAC地址Y在哪个网段上，于是向除了A以外的所有网段转发该数据包。这称为泛洪（flooding）。

3、MAC地址Y的计算机收到该数据包，向MAC地址X发出确认包。交换机收到该包后，从而记录下MAC地址Y所在的网段。

4、交换机向MAC地址X转发确认包。这称为转发（forwarding）。

5、交换机收到一个数据包，查表后发现该数据包的来源地址与目的地址属于同一网段。交换机将不处理该数据包。这称为过滤（filtering）。

6、交换机内部的MAC地址-网段查询表的每条记录采用时间戳记录后一次访问的时间。早于某个阈值（用户可配置）的记录被清除。这称为老化（aging）。